EP1601417B1

EP1601417B1 - Verfahren zum brand- und explosionsschutz in einem hochregallager für chemische gefahrstoffe und brand- und explosionsgeschütztes hochregallager

Info

Publication number: EP1601417B1
Application number: EP04717044A
Authority: EP
Inventors: Diethard Molz; Ludger Leusbrock; Peter Bachhausen; Reinhard Drewes; Andreas Treydte
Original assignee: BASF Coatings GmbH
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: ES2277243T3; DE502004002089D1; DE10310439B3; US20080105443A1; WO2004080540A1; EP1601417A1; ATE345848T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brand- und Explosionsschutz in einem Hochregallager für chemische Gefahrstoffe und insbesondere hochentzündliche Stoffe mittels sauerstoffreduzierter Atmosphäre und ein entsprechendes brand- und explosionsgeschütztes Hochregallager.
Der Schutz vor Bränden in Lagern mit brennbaren Flüssigkeiten beruht üblicherweise auf der Bekämpfung eines entstandenen Brandes mittels konventioneller Feuerlöscheinrichtungen wie Sprinkler-, Schwerschaum- und Gas-Löschanlagen sowie Brandmauern inklusive Branderkennung und Löschwasserrückhaltung.
Unter Brandschutz versteht man alle Maßnahmen, die auf die Verhütung und die Bekämpfung von Bränden zielen, und insbesondere Maßnahmen, die zum Schutz von Personen vor Bränden oder Brandfolgen (z. B. Rauchgase) getroffen werden. Zum Erreichen dieser Schutzziele müssen bauliche Anlagen so beschaffen sein, daß der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch vorgebeugt wird, und daß bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind. Ein Brandschutzkonzept beinhaltet also eine Vielzahl von Maßnahmen, die die Voraussetzung für eine erfolgreiche Brandbekämpfung durch eine Feuerwehr schaffen und eine Begrenzung des Schadens bewirken.
Geeignete Maßnahmen sind u. a.:

a) Bauliche Maßnahmen (Bildung von Brandabschnitten durch feuerbeständige Raumbegrenzungen sowie feuerhemmende bzw. feuerbeständige Bauteile (z. B. Türen), Ausführung der Gebäude mit geeigneten Flucht- u. Rettungswegen),
b) technische Maßnahmen (Bereithalten geeigneter Löschmittel, die ggf. durch automatische Löschanlagen (z. B. Sprinkleranlagen) eingesetzt werden können, Rauch- und Wärmeabzugsanlagen) und
c) organisatorische Maßnahmen (Durchführung der Brandschau, das Aufstellen von Alarm- und Gefahrenabwehrplänen, die Durchführung von Übungen, die Unterweisung von Personen, die Bereitstellung von Brandsicherungsposten bei Arbeiten bzw. Ereignissen mit besonderem Brandrisiko für Personen und Sachwerte)

Zum Schutz vor Bränden in Lagern dienen üblicherweise konventionelle Feuerlöscheinrichtungen wie Sprinkler- und Gas-Löschanlagen sowie Brandmauern. Nachteilig sind hierbei sowohl die hohen Bau- und Investitionskosten als auch die Zerstörung und/oder Beschädigung des Lagergutes durch den Brand selbst, durch das Löschen oder sogar durch Fehlauslösungen. Zudem erfordert die Größe neuer Lager (> 20.000 m³) völlig neue Überlegungen zum Brandschutz, da herkömmliche Brandschutzanlagen nicht wirtschaftlich wären.
Eine neuere Methode zur Brandvermeidung ist die Absenkung des für die Entstehung und Fortpflanzung eines Brandes notwendigen Sauerstoffs in der Atmosphäre des Lagers (Dauerinertisierung) (siehe z.B. DE 198 11 851 A1). Dabei wird die Sauerstoffkonzentration auf ein Niveau abgesenkt, bei dem kein Brand mehr aufgrund von Sauerstoffmangel entstehen bzw. sich fortpflanzen kann. Somit werden die durch einen Brand entstehenden Schäden, wie z. B. Löschwasserschäden vermieden. Zudem sind die hohen Investitionen in den Bau und Betrieb der herkömmlichen Löschanlagen nicht aufzuwenden.
Es ist bei der Lagerung von Gefahrstoffen, insbesondere solcher der VbF (Verordnung über Anlagen zur Lagerung brennbarer Flüssigkeiten) Klassen Al und B jedoch auch ein Explosionsschutz zu gewährleisten.
Explosionsschutz umfasst alle Maßnahmen zum Schutz vor Gefahren durch Explosionen. Sie werden z. B. unterteilt in

a) Maßnahmen, die eine Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken,
b) Maßnahmen, die die Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern, und
c) Maßnahmen, die die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken.

Maßnahmen nach a) sind z. B.

der Ersatz des brennbaren Stoffes durch einen nicht brennbaren Stoff,
Verwendung von Stoffen mit einem Flammpunkt oberhalb der höchsten Betriebstemperatur,
Begrenzung der Konzentration des Dampf-Gas-Nebel-Staub/Luftgemisches,
Inertisierung im Inneren der Apparatur,
häufige und gründliche Entfernung der Staubablagerungen,
natürliche und technische Lüftungsmaßnahmen und
Überwachung der Konzentrationen in der Umgebung von Apparaturen.

Maßnahmen nach b) umfassen die Vermeidung sämtlicher Zündquellenarten wie z. B.

offenes Feuer,
Rauchen, Schweißen, Trennarbeiten mit funkenziehenden Geräten,
Einsatz expiosionsgeschützter Geräte (z. B. gekapselte Motoren),
Benutzung von funkenarmen Werkzeugen,
Ausschluss elektrostatischer Aufladung (durch Erdung, leitfähige Geräte, leitfähige Kleidung, sichere Arbeitstechniken) und
Einhaltung der max. Oberflächentemperaturen (z. B. TemperaturÜberwachung zum Schutz vor heißlaufenden Antriebsmotoren).

Maßnahmen nach c) sind z. B.:

explosionsdruckfeste bzw. explosionsdruckstoßfeste Bauweise von Anlagen und Apparaturen
Explosionsdruckentlastung
Explosionsunterdrückung
Begrenzung von Explosionen auf Teilbereiche von Apparaturen.

Allerdings sind die aufgeführten baulichen Maßnahmen zum Explosionsschutz, insbesondere solche nach a) und c) bei industriellen Lagern ab einer bestimmten Größe nicht mehr ohne Nachteile durchführbar und teilweise nicht mit den Maßnahmen zum Brandschutz vereinbar. So ist z. B. die Einteilung eines Hochregallagers in Brandabschnitte zwar technisch möglich, bedingt aber eine Verkomplizierung der Bediengeräte und den Einsatz von zusätzlichen Brandtüren usw., die weitere Quellen eines Versagens darstellen. Ferner ist z.B. die Inertisierung mit Stickstoff in einem dichten Gebäude mit der gleichzeitigen Lüftung zur Verhinderung der Anhäufung von Lösungsmitteln, Staub oder Rauchgas im Brandfall schwer zu vereinbaren.
Aus der Schrift Verfahrenstechnik 36 (2002) Nr. 3 ist ein Hochregallager für Gefahrstoffe bekannt, bei dem im Lagerbereich die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zur Brandvermeidung reduziert ist. Die Sauerstoffkonzentration wird im Lagerbereich durch Einspeisen von Stickstoff auf einen Wert unterhalb von 15 Vol. % abgesenkt. Dieser Wert wird durch eine geeignete Überwachung und Nachfuhr bzw. Zufuhrstopp von Stickstoff gehalten. Dies ist möglich, da es sich um ein vollautomatisch betriebenes Lager handelt und sich daher keine Personen ständig im Lagerbereich aufhalten. Zur Einhaltung der Baubestimmungen ist das Lager mittels einer Brandwand in zwei getrennte Brandabschnitte geteilt. Allerdings ist diese Brandwand mit einer Durchfahrt für ein Regalbediengerät versehen, um den vollautomatischen Betrieb zu ermöglichen. Dies bedingt jedoch die Verwendung eines Brandschutztores, welches aufgrund der Lagergröße von 67 000 m³, extrem groß und somit aufwendig ist. Über einen Explosionsschutz ist der Schrift jedoch nichts zu entnehmen.
In der Schrift Gas Aktuell 56 sind ebenfalls gattungsgemäße Lager mit reduzierter Sauerstoffatmosphäre offenbart, in denen z. B. Tiefkühlwaren bei -28 °C in einer Atmosphäre mit 17 Vol. % Sauerstoff gelagert sind. Der Wert von 17 Vol. % Sauerstoff reicht bei dieser Temperatur zum Brandschutz aus und ermöglicht die Betretung des Lagers ohne Atemschutz. Bei einer Konzentration von 11,3 Vol. % wäre dies nach der Schrift nur für 1 h gefahrlos möglich. Für andere Lagergüter unter Raumtemperatur wird davon ausgegangen, dass die meisten Stoffe bei einer Sauerstoffkonzentration von ca. 15 Vol. % nur schwer entflammbar sind. Bei 12 Vol. % wird für die meisten Stoffe ein Brand ausgeschlossen. In der Schrift wird allgemein erwähnt, dass eine Dauerinertisierung mit Stickstoff unter Umständen einen Explosionsschutz ersetzen kann. Es wird lediglich erwähnt, dass unterhalb einer bestimmten Sauerstoffkonzentration eine Zündung (zur Explosion) nicht mehr möglich ist. Die genaue Sauerstoffkonzentration bzw. konkrete Maßnahmen zum Explosionsschutz werden nicht beschrieben.
Versuche an hochentzündlichen Stoffen (VbF Klasse Al und B Stoffe) haben gezeigt, dass bei der Lagerung leicht entzündlicher, organischer Lösungsmittel mit einer Flammtemperatur kleiner 21 °C (VbF Klasse Al und B Stoffe) eine Entflammung und ein Fortbrennen unter einer sauerstoffreduzierten Atmosphäre mit 13 Vol. % Sauerstoff nicht möglich ist.
Der hohe Anteil (87 %) an Inertgas zur Bewirkung dieser Sauerstoffreduktion reicht jedoch nicht aus, um die Gefahr der Entzündung eines explosionsfähigen Gemischs auszuschließen.
Sicherer Explosionsschutz bei Raumtemperatur solcher Lösungsmittel ist erst ab einer Sauerstoffkonzentration von weit unterhalb 10 Vol. % gegeben. Die Einstellung und Aufrechterhaltung einer solchen Atmosphäre ist zwar technisch möglich, jedoch kann ein solches Lager nicht ohne Atemschutz begangen werden, da bei dieser niedrigen Sauerstoffkonzentration Lebensgefahr besteht. Regelmäßig erforderliche Wartungs- und/oder Reparatur- und/oder Inspektionsgänge sind daher nicht oder nur mit einem hohen Aufwand möglich. Um längere Arbeiten durchzuführen, muss der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre angehoben werden, wodurch das Lager in diesem Zeitraum nicht oder nur mit einem hohen Risiko betrieben werden kann. Anschließend muss das der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre wieder abgesenkt werden. Ein solches Vorgehen ist aber aufgrund des hohen Kosten- und Zeitaufwands nicht vertretbar, insbesondere bei großen Lagern, wie sie oben beschrieben sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, daher ein Verfahren sowohl zum sicheren Brand- als auch Explosionsschutz in einem Hochregallager für chemische Gefahrstoffe, insbesondere VbF-Stoffe der Klassen Al und B und ein entsprechendes Hochregallager bereitzustellen, wobei eine sauerstoffreduzierte Atmosphäre eingesetzt wird, das Lager dabei aber ohne Atemschutz begehbar bleibt und zudem bautechnisch einfach gestaltet ist, d. h. z. B. ohne Brandabschnitte und ohne gesonderte Brandschutzverkleidung ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene erfindungsgemäße Verfahren auch durch das in Anspruch 18 wiedergegebene erfindungsgemäße Hochregallager gelöst.
Überraschend wurde gefunden, dass ein Brand- und Explosionsschutz in einem Hochregallager für chemische Gefahrstoffe und insbesondere VbF-Stoffe der Klassen Al und B durch

Verminderung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre innerhalb des Lagers durch partielle Dauerinertisierung mittels eines Schutzgases, insbesondere Stickstoff, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. %,
Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre z. B. mit Hilfe von Sauerstoffdetektoren,
Sicherstellung einer homogenen Verteilung der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Lager,
Überwachung des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre z. B. mit Hilfe von Lösungsmitteldetektoren,
Umwälzung der Atmosphäre des Lagers z. B. über mindestens eine Umluftanlage,
weitestgehende Vermeidung der Verwendung von Zündquellen,
Entfernung gasförmiger Stoffe aus der Atmosphäre des Lagers z. B. über eine Reinigungsanlage und
Vermeidung der Aufkonzentrierung von Stäuben z. B. durch den Einbau von Filtern in die mindestens eine Umluftanlage erreicht werden kann.

Ein Brand- und Explosionsschutz wird auch in dem erfindungsgemäßen Hochregallager für chemische Gefahrstoffe und insbesondere VbF-Stoffe der Klassen Al und B erreicht, das

mindestens eine Einrichtung z. B. Umluftanlage zur Verminderung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre des Lagers durch Einspeisung eines Schutzgases, insbesondere Stickstoff, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. %,
mindestens eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre z. B. mit Hilfe von gleichmäßig im Lager verteilten Sauerstoffdetektoren,
mindestens eine Umluftanlage zur Sicherstellung einer homogenen Verteilung der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Lager,
mindestens eine weiteren Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre mit Hilfe von Lösungsmitteldetektoren,
mindestens eine Reinigungsanlage zur Entfernung gasförmiger Stoffe aus der Atmosphäre des Lagers und
Filtern in der Umluftanlage zur Vermeidung der Aufkonzentrierung von Stäuben

Obwohl die Verminderung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre innerhalb des Lagers durch partielle Dauerinertisierung mittels eines Schutzgases, insbesondere Stickstoff, vorzugsweise nur auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. % erfolgt, kann dennoch ein sicherer Brand- und Explosionsschutz gewährleistet werden, weil durch das Zusammenspiel aller Maßnahmen ein synergistischer Effekt erzielt wird.
Zudem erlaubt das erfindungsgemäße Absenken des Sauerstoffvolumenanteils insbesondere auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. % die Begehung des Lagers zu jeder Zeit, ohne das ein Atemschutz nötig ist.
Ferner wird durch das erfindungsgemäße Zusammenspiel aller Maßnahmen der komplette Verzicht auf die Notwendigkeit von Brandabschnitten erreicht, wodurch der Aufbau und die Bedienung, insbesondere die automatische Bedienung des Hochregallagers vereinfacht wird.
Beim Reduzieren des Sauerstoffgehaltes in der Luft mit Stickstoff beruht die Brandschutzwirkung darauf, den Anteil des Sauerstoffes in der Lager-Atmosphäre soweit abzusenken, dass ein Brand unmöglich wird. Das Hochregallager wird deshalb bei einer Sauerstoffatmosphäre von ca. 13 Vol-% Restsauerstoff betrieben. Unter diesen Bedingungen können sich Brände im Hochregallager nicht entwickeln und eingetragenes Feuer nicht ausbreiten. Die Rest- Sauerstoffkonzentration muß dann in jedem Bereich des Hochregallagers den geforderten Werten entsprechen, d.h. homogen verteilt sein.
Die Lager-Atmosphäre gilt als homogen verteilt, wenn

aus Brandschutzsicht der Rest O₂-Gehalt überall kleiner 13,2 Vol. % ist,
aus der Sicht des Personenschutzes der O₂-Gehalt nirgendwo im Lager 12,9 Vol. % unterschreitet.

Man kann von dauerhaften, permanenten Brandschutz sprechen, wenn die Lager-Atmosphäre diese Homogenität überall aufweist.
Lokale Aufkonzentrierungen an Sauerstoff, sowie Konzentrationsschichtungen vom Bodenbereich bis zur Hallendecke lassen sich verhindern, wenn die Luft durch ein Umluftsystem ständig umgewälzt wird.
Die Lüftungsanlage ist so ausgelegt, dass theoretisch mindestens alle 2 ½ Stunden die gesamte Lager-Atmosphäre einmal umgewälzt ist (Umluftrate mindestens 0,4). Zwei im Hochregallager integrierte Umluftanlagen sorgen für eine homogene Verteilung der Lagerluft. Die Zuluft wird gleichmäßig unter der Hallendecke verteilt und über Absaugkanäle im Bodenbereich wieder angesaugt. Entstandene Aufkonzentrierungen an Lösemitteldämpfen im Bodenbereich werden abgesaugt und verdünnt.
Beträgt das Volumen des Hochregallagers z. B. ca. 31, 45, 117 m³ (H, B, T), entsprechend ca. 160.000 m³ Raumvolumen, so müssen 65.000 m³ Luftmenge in der Stunde umgewälzt werden, bei einer Umluftrate von 0,4 * 160.000 m³/h.
Während des Betriebes des Hochregallagers durchmischen die Regalbediengeräte über ihre Vertikal- und Horizontalbewegung die Lageratmosphäre zusätzlich.
Der reine Stickstoff wird druckseitig in den Umluftkanälen mit der Lagerluft vermischt, das Mischungsverhältnis reiner Stickstoff zu sauerstoffreduzierter Atmosphäre beträgt dabei ca. 1/100.
Bei Ausfall der Lüftung wird die Zugabe von Stickstoff sofort beendet, um örtliche Überkonzentrationen zu vermeiden (Personenschutz). Versuche in einem Gebäude gleicher Bauart im Maßstab 1:1.000 konnten zeigen, dass es mehrere Stunden dauert bis der Brandschutz bei Unterbrechung der Stickstoffversorgung verloren geht. Somit steht ausreichend Zeit zur Verfügung, ohne dass die Ein- und Auslagerungsvorgänge sofort unterbrochen werden müssen.
Aus Qualitätsgründen muß die Produkttemperatur im Hochregallager zwischen +5 und +30 °C liegen. Wenn die Lagerlufttemperatur in diesem Temperaturbereich gehalten wird, kann man davon ausgehen, dass auch das Produkt keine anderen Temperaturwerte annimmt. Falls dennoch Über- oder Unterschreitungen des Lufttemperaturbereiches im Hochregallager absehbar sind, können Heiz- oder Kühlgeräte angeschlossen werden, die mit im Umluftsystem integrierten Wärmetauschern die Energien zu-/oder abführen können.
Die Raumtemperatur wird an Stellen gemessen, wo die höchsten Temperaturgradienten zu erwarten sind, also unter dem Dach und an der Südfassade des Hochregallagers. Hierfür sind z.B. 8 Meßstellen mit Widerstandsthermometern vorgesehen. Die Anzeige erfolgt im Gebäudeleitsystem.
Bei einer Grenzwertüberschreitung erfolgt eine Alarmierung. Die Raumtemperatur hat ständig zwischen 5 und 30 °C zu liegen. Werden diese Werte überschritten, kann über Wärmetauscher, die in die Umluftkanäle eingebaut sind, Heiz- oder Kühlenergie von außen eingebracht werden. Dazu können mobile Energieeinheiten außen an das Hochregallager gestellt und an der Fassade über Kupplungen und innen zu den Wärmetauschern verlegten Rohrleitungen angeschlossen werden.
Die sauerstoffreduzierte Atmosphäre ist weitestgehend gegenüber der sie umgebenden Atmosphäre mit der normalen Sauerstoffkonzentration von 20,9 Vol. % O₂ abzudichten, um Ausgleichsvorgänge von außen nach innen und umgekehrt so gering wie möglich zu halten, d. h. das Hochregallager muss möglichst dicht sein.

Ausgleichsvorgänge können erfolgen

konvektiv über Öffnungen aufgrund von Differsnzdruckunterschiedsn zwischen der äußeren Umgebung und dem Hochregallager,
über Diffusion in Luft oder durch Materialien, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Anteile von Sauerstoff und Stickstoff und den damit verbundenen Konzentrationsgradienten (Partialdruckgefälle).

Außerdem vergrößern lokal auftretende höhere Temperaturen den Partialdruck und damit den jeweiligen Konzentrationsgradienten.
Die Dichtigkeit des Gebäudes ist somit auch abhängig von den Wetterbedingungen. Luftdruck, Windstärke, Temperatur, Sonneneinstrahlung wird einen Einfluß auf die Atmosphäre im Hochregallager ausüben.
Der Einfluß der äußeren Bedingungen auf die Gebäudehülle kann mit normierten Verfahren getestet werden. Durch Anlegen eines konstanten Überdruckes oder Unterdruckes im Gebäude wird die daraus resultierende Leckrate berechnet. Die Höhe der Leckrate gibt Aufschluß über die nachzuführende Mindest-Stickstoffmenge in das Lager. Mit Versuchen an einer Musterhalle im Längenmaßstab 1:10 konnten diese Mindest-Stickstoffmenge sinnvoll geschätzt werden.
Die Bauausführung der luftdichten Gebäudehülle umfasst u.a.:

eine Bodenplatte und Gebäudesockel mit eingelegter Kunststoffdichtungsbahn HDPE,
Wandflächen im Bereich bis 10m Gebäudehöhe aus nichtbrennbaren Stahlblech-Sandwich-Elementen mit Mineralwolldämmung (Schmelzpunkt größer 1000 °C). Alle Elementstöße und Stöße zu Gebäudesockel sind mit luftdichter Kunststoffdichtungsbahn überklebt und mechanisch verwahrt. Wandflächen im Bereich 10 m bis 30 m Gebäudehöhe als nichtbrennbare, doppelschalige Gussglaskonstruktion (System Profilit oder Reglit) mit vollfugig ausgefüllten Glasfugen aus elastischen Fugenmaterial. Alle Elementstöße und Stöße zu Stahlblech-Sandwich-Elementen sind mit luftdichter Kunststoffdichtungsbahn überklebt und mechanisch verwahrt.
Türen aus Stahlblech mit umlaufenden, doppelten Dichtungen und luftdicht verschlossenen Türschlossaussparungen. Stossausbildungen zu anderen Elementen wie vorher beschrieben.
Eine Dachfläche aus nichtbrennbaren Stahltrapezblechen mit aufliegender Mineralwolldämmung (Schmelzpunkt größer 1000°C) sowie luftdicht verschweißter Kunststoffdichtungsbahn überklebt und mechanisch verwahrt.

Besondere Bedeutung kommt der Zuverlässigkeit der Abschottungen in der Brandwand zum Hochregallager zu. Daher werden ausschließlich die unabwendbar erforderlichen Durchdringungen in dieser Wand vorgenommen. Diese sind: Elektrische Energie-, Mess- und Steuerleitungen, Materialschleusen und eine interne Verbindungstür.
Die Lüftungstechnik für die Luftumwälzung im Hochregallager steht auf einer Bühne im Hochregallager selbst, so dass hierfür die Brandwand nicht durchdrungen werden muss.
Mit den Ein- und Auslagerungsvorgängen sind allerdings Sauerstoffeinträge in das Hochregallager verbunden:

1. Unmittelbar durch die Türöffnungen aufgrund von Differenzdruclcunterschieden zwischen der Kommissionierzone und dem Hochregallager, bzw. durch Luftturbulenzen über den Transportvorgang in Richtung Hochregallager. Außerdem sind hohe Diffusionsraten durch Partiaidruckunterschiede zwischen dem Hochregallager und der Kommissionierung zu erwarten, In der Kommissionierung werden überall Restsauerstoffgehalte größer 19 Vol. % O₂ sichergestellt.
2. Über Lufteinträge in der Verpackung. Der Sauerstoff wird aufgrund des Partialdruckgefälles zwischen dem eingeschlossenen Luftvolumen der Verpackung und der Lageratmosphäre herausdiffundieren. Unter Verpackung sind hier zu verstehen Verpackungen als Kartonagen, gewickelte Weißblechemballagen und ähnliches.

Die Summe der O₂ Einträge für alle Ein- und Auslagerungsvorgänge kann hochgerechnet werden, mit den Annahmen, dass sich mit der Zeit eine konstante O₂ Konzentration in den Schleusen einstellt, die zwischen der O₂ Konzentration in der Kommissionierung von 20,9 Vol. % und 13 Vol. % liegen wird, und pro Transportvorgang ein bestimmtes Schleusenvolumen in das Hochregallager eingetragen wird. Es wird für die Berechnung auch die aktive Betriebszeit zugrundegelegt.
Die Atmosphäre im Hochregallager wird somit beeinflusst über:

a) das Gebäude durch die Wetterbedingungen wie Luftdruck, Windstärke, Temperatur, Sonneneinstrahlung
b) die Anzahl der Schleusenvorgänge
c) die Anzahl der eingetragenen Ladungsträger, z.B. Kartonagen.

Die Menge an Stickstoff bzw. Stickstoff-/Luftgemisch wird somit nicht konstant zugeführt, sondern variiert je nach äußeren Bedingungen und Fahrweise des Lagers. Bei Spitzenauslastung des Hochregallagers ist mit der größeren Anzahl an Schleusentätigkeiten ebenfalls mit einem erhöhten Sauerstoffeintrag zu rechnen. Diese Einflüsse machen sich in der Lageratmosphäre aufgrund des großen Lagerraumvolumens erst allmählich bemerkbar.
Insgesamt werden bei einem Betrieb des oben beispielhaft angegebenen Hochregallagers und je nach dessen Auslastungsgrad kontinuierlich ca. 300 bis 1.200 Nm³/h an reinem Stickstoff zum Ausgleich für eingetragenen Sauerstoff notwendig werden.
Die Zugabe des Stickstoffes ist an verschiedenen Stellen im Hochregallager denkbar. Aus Arbeitsschutzgründen darf der Stickstoffanteil den einzuhaltenden Grenzwert nicht überschreiten.
Die Zugabe des reinen, oder bereits vorgemischten Stickstoffes kann erfolgen:

direkt in den Luftkanal, dort wird eine intensive Vermischung mit der Lageratmosphäre erreicht
an Stellen im Gebäude, wo ein erhöhter Sauerstoffeintrag/Stickstoffverlust zu erwarten ist, wie z.B. in der Nähe der Schleusen,
im unteren Bereich der Halle, um Konzentrationsschichtungen vom Boden bis zur Hallendecke entgegen zu wirken,
an den Außenwänden zur Kompensation erhöhten Sauerstoffeintrages aufgrund des vorliegenden Partialdruckgefälles.

Anreicherungen von Sauerstoff werden an jeder Stelle des Hochregallagers innerhalb der zugelassenen Toleranzen gehalten. Eventuelle Sauersfioffeinträge müssen schnell ausgeglichen werden können. Hierzu ist eine schnelle Erkennung der Abweichungen vom Sollzustand erforderlich.
Zur Überprüfung der Homogenität der sauerstoffireduzierten Atmosphäre im Hochregallager sind gleichmäßig im Hochregallager verteilte Meßwertaufnehmer angebracht.
Der Sauerstoffgehalt wird jeweils durch vertikal verlegte Ansaugrohre, die an den Regalen befestigt werden, entnommen. In den Ansaugrohren befinden sich mehrere über die Höhe verteilte Ansaugöffnungen.
Die Messung erfolgt redundant über zwei parallele Sensorköpfe. Ein Sensorkopf misst den Sauerstoffgehalt permanent, der andere Sensor wird in definierten Zeitabständen zugeschaltet und vergleicht die beiden Messwerte auf eine eventuelle Abweichung.
Sollte ein Sensor defekt sein, wird der Defekt durch den Abgleich der beiden Sensoren erkannt und eine Störung gemeldet. Der Ausfall von mehr als zwei Sensoren führt zur Abschaltung der Anlage.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Variante werden als Sensoren paramagnetische O₂-Messgeräte eingesetzt, wobei 16 Messstellen seriell, d.h. nacheinander auf eine Analysatoreinrichtung umgeschaltet werden. Die Analysenluft wird vorgesaugt. Die Verweildauer eines O₂-Messstelle am Analysator beträgt 30s. Die Aktualisierung des Messwertes erfolgt alle 8min.
Die Kalibrierung der Analysatoreinrichtungen erfolgt vorzugsweise mit hochgenauen Prüfgasen automatisch einmal täglich.
Im Hochregallager der hier näher beschriebenen Größe sind 38 Ansaugöffnungen flächendeckend und über drei Ebenen verteilt angeordnet.
In Bereichen, in denen der Aufenthalt von Personen häufig zu erwarten ist, wie beispielsweise am Eingang oder an der Schaltschrankbühne, sind bei einer besonders bevorzugten Variante weitere, vorzugsweise 10 Ansaugöffnungen vorgesehen.
Die O₂-Analysatoreinrichtungen sind vorzugsweise außerhalb des Hochregallagers, beispielsweise in einem Schaltschrank, installiert.
Die Analysatoren haben im Bereich der Eingangstür des Hochregallagers vorzugsweise einen gemeinsamen Referenzpunkt. Hiermit ist eine Anordnung gemeint, bei der je eine O₂-Messstelle jeder Analysatoreinrichtung den gleichen Meßort erfaßt. Es wird dann eine 2 aus 3 Auswertung dieser O₂-Messstellen durchgeführt, bei der mindestens zwei Messwerte innerhalb eines definierten Bereichs liegen müssen. Liegen die Messwerte außerhalb dieses Bereichs, so wird dies als Hinweis auf eine Fehlmessung gewertet und diese Messwerte werden nicht berücksichtigt.
Im Bereich der Schleusen zum Hochregallager kann mindestens ein elektrochemisches O₂-Messgerät vorgesehen sein dessen Alarmgrenze vorzugsweise <=19Vol% O₂ beträgt.
Die Regelung der Sauerstoffkonzentration im Hochregallager erfolgt dadurch, dass in Abhängigkeit der gemessenen Sauerstoffkonzentration Stickstoff in das Hochregallager eingespeist wird. Hierzu wird mittels eines Stellventils die Stickstorffmenge in Abhängigkeit des analogen Ausgangssignal eines PID-Reglers kontinuierlich eingestellt.
Der Regler ist vorzugsweise als Softwarebaustein ausgestaltet. Als Regelgrösse wird das arithmetische Mittel aus 48 Einzelmessungen der O₂-Konzentration verwendet. Die Führungsgröße ist fest und wird auf 13,1 Vol% O₂ eingestellt.
Die analogen Meßwertsignale der Analysatoreinrichtungen werden ebenfalls auf Über- oder Unterschreitung der o.g. Alarmgrenzen überwacht. Dabei wird jede O₂- Messstelle überwacht und entsprechend ausgewertet und alarmiert. Das arithmetische Mittel wird für die Alarmierung nicht verwendet.
Bei Unterschreiten der Alarmgrenze 12,9Vol% O₂ erfolgt neben der Alarmierung eine automatische Verriegelung der Personenzugangstür zum Hochregallager und die Schließung von Absperrventilen in einer Stickstoffzuleitung durch direkte Ansteuerung aus einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS).
Es wird eine fehlersichere SPS im Sinne der Europäischen Norm IEC 61511 eingesetzt.
Die Alarmierung der Personenschutzgrenze, die Absperrung der Stickstoffzufuhr und die Verriegelung der Zugangstür sind als Schutzfunktion Klasse A ausgeführt.
Liegt ein Gesamtstromausfall vor, sind keine Zündquellen im Lager mehr vorhanden und der Zugang ist verriegelt, die Personen im Lager werden über Funk zum sofortigen Verlassen des Lagers aufgefordert.
Die Ansteuerung der Stickstoffventile wird abgeschaltet, die Ventile schließen und unterbrechen die Stickstoffzufuhr.
Es findet keine Messung der O₂-Konzentration im Hochregallager statt.
Über eine externe Einspeisung erfolgt nach max. 30 Minuten die Stromversorgung aus einem Notstromaggregat, beispielsweise der WerkFeuerwehr. Ebenso erfolgt die Wiederaufnahme der O₂-Messungen und der O₂-Regelung.
Nach Wiedereinschalten der Stromversorgung des Hochregallagers wird der Betrieb erst wieder aufgenommen, wenn die meßtechnischen Systeme den Normalstatus erreicht haben, die Meßwerte der zu erfassenden Größen in den zugelassenen Bereichen liegen und die anstehenden Alarmmeldungen vom Personal vollständig quittiert worden sind. Ein automatischer Wiederanlauf wird verhindert.
Das Analysensystem für Sauerstoff kann zusätzlich mit einem Infrarot-Gasfilterkorrelations-Sensor für Kohlenmonoxid ausgerüstet sein. Der Meßbereich ist vorzugsweise auf 0 bis 100ppm CO eingestellt, so daß Kohlenmonoxidspuren sicher erkannt werden können. Die Überwachung auf CO erfolgt flächendeckend in gleicher Weise wie die oben beschriebene Sauerstoffmessung. Bei Grenzüberschreitung erfolgt eine Alarmierung im Gebäudeleitsystem.
Die dem Personenschutz des normalerweise ohne Personal betriebenen Hochregallagers dienende Messung erfolgt lokal an Stellen, an denen Personen die das Hochregallager betreten und unmittelbar gefährdet werden können:

an den Zugangstüren
sowie an Stellen, an denen reiner Stickstoff austreten kann.

Die Regelabweichung beträgt dort beispielsweise +-0,125 Vol. %. Eine enge Regelabweichung ist aus Personenschutzgründen gewünscht.
An den Zugangstüren weisen beleuchtete Anzeigetableaus auf den reduzierten Sauerstoffgehalt im Hochregallager hin. Der aktuelle Gehalt an Sauerstoff kann zusätzlich abgelesen werden.
Alle Zugangstüren bis auf die Fluchttüren schließen automatisch, so dass diese nicht länger als nötig offen stehen. Stellen, an denen reiner Stickstoff austreten kann, werden gesondert überwacht.
Über die Anzahl der Schleusenbewegungen Kommissioniergebäude/Hochregallager und durch die Undichtigkeiten des Gebäudes steigt der Sauerstoffgehalt allmählich.
Mit steigendem Sauerstoffgehalt wird über ein Ventil mit PID Regelcharakteristik die Stickstoffeinleitung erhöht und auf ca. 13,1 vol % Sauerstoffgehalt eingeregelt.
Eine Alarmierung erfolgt außerhalb der Grenzen 12,9 bis 13,4 vol % Sauerstoffvolumenanteil.
Alarme werden an das Gebäudeleitsvstem gemeldet, welches ständig besetzt ist. Werden die Alarme nicht innerhalb von 15 min quittiert, erfolgt eine Weiterleitung über die Brandmeldeanlage als Sammelalarm an die Werkfeuerwehr. Alarme führen aber nicht grundsätzlich zur Abschaltung.
Erst bei einem weiteren Anstieg der Sauerstoffkonzentration auf 13,5 Vol. % erfolgt eine Abschaltung aller funkenbildenden Aggregate.
Alle Regalbediengeräte, sowie alle weiteren motorgetriebenen Transporteinrichtungen und Schnellauftore der Schleusen sind sofort stromlos, die Schnellauftore schließen unter Federkraft. Die Brandschutztore innerhalb der Schleusen schließen ebenfalls.
Verwendet werden z. B. zwei verschiedene Messgeräte mit Gasanalysoren nach dem paramagnetischen Wechseldruckverfahren, Hersteller z. B. Fa. Siemens OXIMAT 61 oder technisch gleichwertig aus Gründen der Redundanz.
Der Stickstoff wird mit einer Stickstoff-Erzeugungsanlage (z. B. Membrananlage) hergestellt und über eine entsprechend geschützte Rohrleitung zum Gebäude gebracht oder Vorort erzeugt. Die Anlage liefert kontinuierlich Stickstoff in der geforderten Qualität und Menge. Die Lieferung wird ständig über Bereichsventile geregelt und überwacht. Als Überwachungseinrichtung können dienen:

Durchflussmengenüberwachung in der Rohrleitung,
Drucküberwachung in der Rohrleitung,
Eine Kombination von beiden.

Die Einhaltung konstanter Qualität des Stickstoffes übernimmt die Steuerungs- und Regelungstechnik der Stickstoff-Erzeugungsanlage automatisch. Zusätzlich werden per Fernübertragung die Daten aus dem Anlagenprozess an das Versorgungsunternehmen gesendet. Hiermit wird sichergestellt, dass bei Bedarf sofort entsprechendes Servicepersonal zur Verfügung steht.
Die ständige Verfügbarkeit wird durch eine weitere, stromlos zu betreibende Stickstoff-Verdampferanlage als Backup Anlage gewährleistet. Der Stickstoff wird mit gleicher Qualität in das Versorgungsnetz geleitet. Die Mengen stellen die Versorgung mit Stickstoff (ggf. auch für das übrige Werk) sicher:

für mind. 5 Stunden Mengen Hochregallager (ggf. + Werk)
danach Mengen zur Deckung des Mindest-Stickstoffbedarfes im Hochregallager

Die Lieferung wird durch eine Vertragsvereinbarung mit dem Stickstoff-Lieferanten gesichert. Die Liefervereinbarung schließt das Wochenende ein. Dies entspricht der üblichen Praxis bei Gase-Lieferanten.
Parallel zur Fernübertragung der Daten aus dem Anlagenprozess an das Versorgungsunternehmen wird auch der Füllstand des flüssigen Stickstoffes der Backup-Verdampferanlage in der Leitzentrale der Feuerwehr angezeigt. Bei Unterschreiten der Mindestmenge werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet.
Die gesamte Anlage ist durch einen Zaun gegen Fremdeinwirkung gesichert, der Flüssiggas-Tank ist mit einem Anfahrschutz ausgestattet.
Zur permanenten Funktionsüberprüfung der Backup Anlage wird regelmäßig zu bestimmten Zeitpunkten im Jahr das Backup System statt der primären Stickstoff-Erzeugungsanlage in Betrieb genommen.
Das Gesamtsystem sollte dauerhaft sicher bleiben.
Folgende Schadensfälle sind z.B. denkbar:

1. Stromausfall

Die Regalbediengeräte bleiben unmittelbar stehen, so dass keine Zündgefahr besteht
Das Umluftsystem bleibt unmittelbar stehen.
Die Transportbänder stoppen ebenfalls, so dass keine Zündgefahr besteht.
Die Brandschutztore fallen zeitverzögert automatisch zu.

Die Anlage kann erst nach Erreichen der planmäßigen Betriebszustände wieder angefahren werden.

2. Undichtigkeiten durch Beschädigung an der Gebäudehülle

Alarmierung über die O₂-Messungen.
Stromabschaltung aller elektrischen Antriebe bei O_2-Konzentrationen größer 13,5 Vol.%.
Stopp der Ein- und Auslagervorgänge.
Die Brandschutztore fallen zu.

Die Anlage kann erst nach Erreichen der planmäßigen Betriebszustände wieder angefahren werden. Entsprechendes Reparaturmaterial wird vorgehalten.

3. Undichtigkeiten im Stickstoffsystem

Alarmierung durch redundante Durchfluss-Überwachungssysteme.
Abschaltung der Stickstoff-Zufuhr über die Bereichsventile.
Stromlosschaltung aller elektrischen Antriebe, alle Brandschutztore fallen zu.

4. Ausfall eines Umluftventilators

Alarmierung über eine Durchflussüberwachung im Umluftkanal, der Umluftbetrieb bleibt über einen zweiten Ventilator teilweise erhalten.

Ferner ist die Versorgung mit Stickstoff derart sichergestellt, dass auch im Fall eines größeren Lochs in der Gebäudehülle keine sofortige Gefahr besteht.
Ferner muß zur Vermeidung eines explosionsfähigen Dampfluftgemisches die Lagerluft von Lösungsmittel z. B. mittels einer Reinigungsanlage (z. B. Aktivkohle) gereinigt werden.
Die Lagerluft wird ferner an z. B. 24 Stellen des Hochregallagers im bodennahen Bereich mit eignungsgeprüften Geräten auf Lösemittel untersucht. Die Lagerfläche ist in Flächen mit einer Seitenlänge von z. B. jeweils ca. 15 * 15 m eingeteilt. Die Ansaugung erfolgt über ein einseitig perforiertes Rohr, das über die Diagonale der jeweiligen Fläche angebracht ist. Hiermit wird das Raster möglichst vollständig erfasst.
Z. B. vier Meßstellen werden dabei zu einer Auswerteinheit zusammengefasst. Die Auswertedauer pro Messstelle beträgt ca. 15 s. Durch die gleichzeitige Abfrage aller sechs Auswerteeinheiten können somit Aufkonzentrationen an Lösemitteldämpfen an jeder Stelle des Hochregallagers unmittelbar erfasst werden.
Die Auswertung erfolgt über Flammen-Ionisatiönsdetektoren (FID), die im Ex-freien Bereich aufgestellt sind.
Weitere Messungen erfolgen:

Im Sammelkanal an der Saugseite des Umluftsystems mit Messköpfen mit Funktion nach dem Wärmetönungsprinzip,
In den jeweiligen Schaltschränken an den Regalbediengeräten, wobei die Signalübertragung über Datenfunk erfolgt.

Bei Werten

>1 % UEG (Untere Explosionsgrenze des Dampf/Lösemittel Gemisches) erfolgt eine Meldung an das Gebäudeleitsystem.
>7 % UEG fahren alle Regalbediengeräte in die Übergabeposition und schalten ab. Alle weiteren, motorgetriebenen Aggregate, wie Transporteinrichtungen und Schnellauftore der Schleusen schalten ab. Die Brandschutztore innerhalb der Schleusen schließen.
>10 % UEG bremsen alle Regalbediengeräte sofort ab und schalten sich aus.

Die Lüftungsanlage wird weiterbetrieben.
Die lösemittelbeladene Raumluft kann über einen Teilstrom der Umluft in einem bereits verlegten Kanal an sicherer Stelle ins Freie gegeben oder gereinigt werden. Gleichzeitig erfolgt ggf. die Zugabe eines Teilstromes an frischem Stickstoff.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Das Lager besteht aus dem erfindungsgemäßen automatischen Hochregallager und zusätzlich einer Kommissionier- und Verladezone und einem auf einer Teilfläche der Kommissionier- und Verladezone angeordneten Sozial- und Bürobereich. In beiden letztgenannten Teilbereichen sind ständige Arbeitsplätze eingerichtet; hier herrschen normale atmosphärische Bedingungen, d.h. ca. 21 Vol. % Sauerstoff. Das Lager ist vorgesehen für ca. 30.500 Palettenplätze, in denen insgesamt 12.600 t im wesentlichen versandfertige Güter gelagert werden können. Die Lagergüter teilen sich im wesentlichen auf in 3.100 t VbF-Stoffe der Gefahrenklassen A I, A II und B sowie ca. 6.400 t sonstige brennbare Flüssigkeiten, die wegen der Viskositätsklausel oder wegen Überschreiten des maßgebenden Flammpunktes von 21°C bei wasservermischbaren Flüssigkeiten oder 55° C bei nicht wasservermischbaren Flüssigkeiten (AIII oder nicht nach VbF klassifiziert) nicht dem Regelungsbereich der VbF unterliegen. Weiterhin sind in der Gesamtlagermenge ca. 2.000 t Pulverlacke, z. B. auf Polyester- Basis enthalten. Das Hochregallager selbst erstreckt sich über eine Länge von ca. 119 m sowie eine Breite von ca. 45 m und bedeckt somit eine Grundfläche von ca. 5.355 m². Die lichte Höhe des Hochregallagers beträgt ca. 30 m. Die Kommissionierzone, räumlich abgetrennt davon die Ladestation für Stapler und das Maschinenlager, erstreckt sich gleichermaßen in einer L-förmigen Anordnung mit ihrem Hauptteil über eine Fläche von 162 x 33 m und einen angrenzenden Fortsatz mit 58 x 25 m und überdeckt somit eine Fläche von ca. 6796 m².
Ein Technikbereich befindet sich im Untergeschoss unter der Kommissionier- und Verladezone auf einer Fläche ca. 800 m² und nimmt Installationen für den Hausanschluß (Gas, Wasser, Elektro) sowie die besonderen technischen Einrichtungen für die Sprinkleranlage und die Stickstofferzeugungstechnik für die Permanent- SauerstoffreduktionsAnlage der Hochregallagers auf. Dieser Bereich besitzt einen eigenen unabhängigen Zugang direkt vom Freien. Der Verladehof liegt an der Ostseite der Kommissionier- und Verladezone. Die Stickstoffversorgung kann auch extern und die Zufuhr über gesicherte Leitungen erfolgen.
Nachfolgend wird zunächst auf den Brandschutz eingegangen.
Die tragenden Bauteile des Hochregallagers können insgesamt in ungeschützter Stahlbauweise realisiert werden, da ein Brand durch die Sauerstoffreduktion nicht auftreten kann. Hierbei wird das Regalsystem in Stahlkonstruktionsart selbsttragend und aussteifend (Silobauweise) errichtet. Die Fassaden sowie Dachaufbauten werden dabei am Regalsystem befestigt. Die Hochregallageranlage besitzt eine Auffangwanne in der Höhe von ca 1,30m. Die medienbeständige Dichtung besteht dabei aus einer HDPEKunststoffdichtungsbahn. Darüber folgt bis zur Höhe der Kommissionierung eine Stahlsandwichwandausbildung und im oberen Bereich eine horizontal angeordnete Industrieverglasung. Die tragenden Bauteile des zweigeschossigen Bereiches der Kommissionierung mit dem darauf befindlichen Büro- und Sozialtrakt werden in Stahlbetonkonstruktionsart der Feuerwiderstandsklasse F 90 gemäß DIN 4102 errichtet. Die Geschoßdecke des Büro- und Sozialtraktes wird als öffnungslose, mindestens feuerbeständige Stahlbetonscheibe ausgeführt. Der eingeschossige Bereich der Kommissionier- und Verladezone ist mit Stahlbetonstützen und aufliegenden Stahlbindern als Dachtragwerk versehen. Der Dachaufbau erfolgt unter Verwendung von Stahltrapezblech-Elementen, einer oberseitigen nichtbrennbaren Wärmedämmung sowie Folieneindichtung. Für die Errichtung ist der konsequente Einsatz nichtbrennbarer Baustoffe vorgesehen.
Die Hochregallageranlage und das Logistikgebäude werden brandschutztechnisch wirksam durch die Ausbildung einer Brandwand im Sinne der BauO NRW und der DIN 4102 gegeneinander abgetrennt und dementsprechend als jeweils separate Brandabschnitte ausgewiesen. Das Hochregallager selbst ist jedoch ohne Brandabschnitte erbaut.
Diese Brandwand wird dabei bis 5 m über das Dach der Kommissionier- und Verladezone geführt und horizontal 7 m über die inneren Ecken hinweggeführt. Die Wand der Westseite der Kommissionierzone wird darüber hinaus bis in eine Entfernung von 30 m aus den inneren Ecken zwischen den beiden Baukörpern in der Feuerwiderstandsklasse F 90-A durch Ausmauern der durch die Stahlbetonstützen gebildeten Felder hinweggeführt. Die Dachdecke des Logistikgebäudes wird an die Hochregal-Lageranlage angrenzend in einem Bereich von 18 m feuerbeständig ausgebildet (Feuerwiderstandsklasse F 90-A). Ergänzend zu den Anforderungen der Hochregallagerrichtlinie wird die Dachfläche somit in einer deutlich größeren Tiefe vor der aufstehenden östlichen Hochregalwand sowie in gesamter Länge der oben beschriebenen Brandwand bzw. ihrer Verlängerung geschlossen in der Feuerwiderstandsklasse F 90-A hergestellt und hierdurch ein Brandübertrag auf das zu schützende Hochregallager wirksam unterbunden.
Hierdurch wird sowohl die Ableitung von Rauch und Wärme im Falle eines Brandes in der Kommissionierung möglich und der Einsatz der Feuerwehr unterstützt wie auch im Falle eines Fortschreitens des Brandes die bauliche Konstruktion durch den Wärmeabzug entlastet.
Durch die auf einer Tiefe von 18 m geschlossene Dachfläche wird weiterhin im Falle eines Vollbrandes der Kommissionierzone das Hochregallager durch den Abstand der zu erwartenden Flammenfront bei Versagen der nicht feuerwiderstandsfähigen Dachfläche nur begrenzt thermisch belastet.
Weiterhin werden die Außenwände des Hochregallagers im Anschluss an die Kommissionierung - im Bereich über der Brandwand und - im Bereich bis zu einer Entfernung von 30 m aus der inneren Ecke mit der Kommissionierzone nichtbrennbar ausgeführt im Falle eines Vollbrandes der Kommissionierzone.
Um der östlichen Stirnwand im Falle eines Gefäßzerknalls eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen anstoßende Behältnisse oder sonstige Trümmerteile zu geben, wird eine Vorsatzschale aus Betonelementen eingesetzt.
Die im Falle eines Vollbrandes der Kommissionierzone dort einwirkende Wärmestrahlung wird durch eine flächendeckende Berieselung der beschriebenen Außenwandbereiche mit Wasser abgeführt. Die Aktivierung dieser Berieselung kann automatisch mit Auslösung der Sprinkleranlage in der Kommissionierung erfolgen, und ist somit vor Fehlauslösung sehr sicher. Eine manuelle Auslösestelle kann vorgesehen sein.
Das Lager in regalgestützter Silobauweise wird mannlos mittels 11 Regalbediengeräten betrieben. Während die Kommissionier- und Verladezone mittels herkömmlicher Sprinklertechnik mit Zumischung filmbildender Schaummittel als Löschanlage geschützt werden soll, ist für das Hochregallager im Hinblick auf die beabsichtigten Lagerhöhen und die Lagergüter ein Schutz in Form einer permanenten Sauerstoffreduzierung als Brandvermeidung vorgesehen.
Die Begehung des Lagers erfolgt über zahlreiche Türen sowie Tore in den Umfassungswänden. Über die erforderlichen aus dem Gesichtspunkt der Rettungswege erforderlichen Türen hinaus werden in der westlichen Außenwand der Kommissionierzone in den Verlängerungen der Brandwand zur Erkundung und zum Löschangriff vorgesehene Zugangstüren eingebaut. Die Erschließung des Büro- und Sozialtraktes erfolgt über einen außen liegenden, bauordnungskonformen Treppenraum und eine weitere notwendige Treppe als zweiten fußläufigen Rettungsweg. Das Gesamtobjekt ist freistehend und für Einsatzfahreuge der Feuerwehr umfahrbar und von einer Sicherheitszone umgeben, in der keine anderen Gebäude stehen.
Das Hochregallager dient der Lagerung von Fertigwaren. Als Gesamtlagermenge sind 12.600 t Fertigwaren vorgesehen, davon max. 3.100 t VbF - Produkte und max. 6.400 t sonstige brennbare Flüssigkeiten die in dem Hochregallager einzulagernden Pulverlacke auf Polyesterbasis sind brennbare Stoffe, die durch Ihre Rieselfähigkeit in feiner Verteilung in Luft zündfähige explosive Gemische bilden können (vgl. oben).
Wie bereits angeführt, beträgt die maximale Lagerhöhe dabei ca. 30 m (Oberkante Lagergut). Das Hochregal wird vollautomatisch betrieben, was wiederum bedeutet, daß dieses lediglich zu Wartungszwecken und Reparaturzwecken begangen wird. Allerdings muss der Zugang zum Hochregallager jederzeit gewährleistet sein.
Die Einlagerung sowie Auslagerung und Kommissionierung der Produkte erfolgt über die vorgelagerte Kommissionier- und Verladezone. Die Warenzuführung aus dem Werk erfolgt über ein Tor auf der Südseite der Kommissionier- und Verladezone. Die Produkte gelangen hierbei über einen Funktionsbereich mit Sortier- und Kommissioniereinrichtungen und die zugehörigen Schleusen in das Hochregallager bzw. werden aus diesem hierüber ausgelagert, kommissioniert, verpackt und in LKW verladen bzw. zum Bahnversand weitergegeben.
Im nachfolgenden soll die Wirkungsweise der Brandvermeidung durch Sauerstoffreduzierung dargestellt werden. Das System der Verbrennung besteht aus notwendigen Voraussetzungen unterschiedlicher Art. Dies sind zum einen die stofflichen Voraussetzungen Brennstoff und Sauerstoff. Liegen diese in einem für die Verbrennung erforderlichen günstigen Mengenverhältnis vor, kann durch weitere, die energetischen Voraussetzungen Zündenergie bzw. Mindestverbrennungstemperatur die Verbrennungsreaktion ablaufen. Hierbei ist wichtig zu erkennen, dass Brennstoff und Sauerstoff nur dann zur Reaktion gelangen, wenn sie in einem stöchiometrisch günstigen Mengenverhältnis vorliegen. Die Störung diese Mengenverhältnisses oder aber der energetischen Voraussetzungen macht man sich beim Löschen eines Brandes zu nutze. So werden beim Löschen entweder z. B. durch den Einsatz von Wasser der Verbrennungszone Energie entzogen oder durch Verdünnung des Luftsauerstoffs das Mengenverhältnis so verändert, dass ein Fortbrennen nicht mehr möglich ist. Für den letzt genannten Fall werden in Löschanlagen Gase wie Kohlendioxid (CO₂), Stickstoff oder Gasgemische (Inergen = Stickstoff/Argon) verwendet.
Bei der Sauerstoffreduktion behindert der reduzierte Sauerstoffgehalt direkt den Eintritt bzw. Ablauf der Verbrennungsreaktion, so dass ein Zustand dauerhaft hergestellt wird, der dem Zustand eines Raumes nach Auslösen einer Löschanlage entspricht. Nach prEN ISO 14520-1 (Feuerlöschanlagen mit gasförmigen Löschmitteln) muss die löschwirksame Konzentration des Feuerlöschmittels nicht nur erreicht, sondern auch für eine ausreichend lange Dauer beibehalten werden, um einen Brand effektiv löschen zu können. Diese Anforderung gilt für alle Brandklassen, weil eine Dauerzündquelle wie z.B. ein Lichtbogen oder ein Tiefenbrand zur Wiederbelebung der Ausgangsereignisses führen kann, nachdem das Löschmittel verbraucht ist. Aus diesem Grunde schreibt die o. g. Bemessungsnorm eine Haltezeit vor, während der die Konzentration des Löschmittels beizubehalten ist. Die Haltezeit muss mindestens 10 Minuten betragen und am Ende der Haltezeit muss die Löschmittelkonzentration noch mindestens der wirksamen Löschkonzentration entsprechen. Die Konzentration des Löschmittels darf also während der Haltezeit von mind. 10 Minuten von der Nennkonzentration auf die Löschkonzentration absinken. Ein weiterer Vorteil eines sauerstoffreduzierten Raumes ist, dass die bei der Projektierung einer Gaslöschanlage vorzusehende Haltezeit für die einzustellende Löschgaskonzentration bei einem inertisierten Gebäude wegen der besonderen Dichtheit der Gebäudehülle besonders lang ist.
Stickstoff wird bereits seit langer Zeit in der chemischen Industrie zum Inertisieren von brand- bzw. explosionsgefährdeten Prozessen eingesetzt. So zum Beispiel beim Inertisieren von Tanks und Rohrleitungen, Silos oder Grubenbränden. In einem Lagerraum kann somit die Sauerstoffkonzentration auf ein solches Maß abgesenkt werden, dass ein Brand nicht mehr entstehen kann.
Resultierend aus dieser Betrachtung sind auch weitergehende herkömmliche Brandschutzmaßnahmen zur Branderkennung, Brandbekämpfung oder Begrenzung der Brandauswirkungen nicht erforderlich. Somit ist es möglich, in sauerstoffreduzierten Räumen auf - Feuerwiderstand des Tragwerkes - Brandmeldeanlagen - Sprinkleranlagen oder andere Löschanlagen - Rauch- und Wärmeabzugsanlagen zu verzichten. Allerdings können natürlich aus Sicherheitsgründen solche zusätzlichen Maßnahmen vorgesehen sein.
Diese Vorgehensweise unterstellt die Entstehung eines Brandes, der zunächst ein bestimmtes akzeptiertes Ausmaß erreichen muss, um weitere, dann aktive Brandschutzmaßnahmen wie Brandmeldung und Löschmaßnahmen wirksam werden zu lassen. Dagegen hat die Sauerstoffreduktion den entscheidenden Vorteil, die Entstehung eines Brandes selbst zu verhindern und umgeht damit auch die Versagenswahrscheinlichkeiten herkömmlicher Brandschutzaniagen.
Die Sauerstoffreduktion hat als Brandvermeidungstechnik den großen Vorteil gegenüber herkömmlichen Schutzmethoden, dass ein Brand, der zunächst durch andere Techniken erkannt werden muss, um ihn dann zu bekämpfen, in den so geschützten Räume nicht entstehen kann. Die Vorteile der Sauerstoffreduktion gegenüber anderen Brandschutzanlagen können wie folgt detailliert werden.
Da Sprinkleranlagen den Brand nicht gänzlich verhindern können, ist mit einer Brandentstehung und folgendem Rauchschaden sowie durch den Einsatz des Löschmittels mit einem Wasserschaden auch an vom Brand selbst nicht betroffenen Einrichtungsgegenständen und Lagergütern zu rechnen. Sprinkleranlagen können versagen, wenn die Brandausbreitungsgeschwindigkeit das erwartete Maß überschreitet und hierdurch die in der Auslegungsregel für die Sprinkleranlagen beschriebene Wirkfläche überschritten wird. Dies ist bei hohen Regallagern insbesondere beim Schutz von Lagern brennbarer Flüssigkeiten zu befürchten. Die Sprinklerstatistik der Schadenversicherer weist zusätzlich folgende Versagensursachen auf: Fehler in der Wasserversorgung, Fehler in der Alarmventilstation, Sabotage, Anlage nicht betriebsbereit, mangelhafte Auslegung, Versagen der räumlichen Abtrennung.
Brandmeldeanlagen sind geeignete Einrichtungen, um einen entstehenden Brand zu erkennen und anwesende Personen zu warnen, ggf. zum eigenen Löschversuch aufzufordern sowie die Feuerwehr herbeizurufen. Erst hiernach kann der Brand durch die Feuerwehr erkundet und anschließend bekämpft werden.
Löschanlagen mit gasförmigen Löschmitteln, wie z. B. Kohlendioxid oder Stickstoff erfordern einen Raum mit definierter Dichtheit wegen des für die Auslegung festzulegenden Löschgasbedarfes. Später in die Umfassungswände des zu schützenden Bereiches eingebrachte Öffnungen, die bei der Planung der Löschanlage nicht erfaßt wurden, schränken die Zuverlässigkeit der Löschanlage durch unzulässiges Abströmen des Löschmittels bzw. zu raschen Luftsauerstoffzutritt ein. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß viele Löschgase sauerstoffverdrängend wirken bzw. im Falle des Kohlendioxids sogar giftig sind. Deswegen sind Vorwarnzeiten vor dem Löschvorgang notwendig, was den eigentlichen Löschvorgang verzögert und damit den Brandschaden zunächst größer werden läßt. Durch unzulässige Öffnungen in benachbarte Räume übertretendes Löschgas kann dort Personen ernsthaft gefährden.
Entgegen den oben beschriebenen Eigenschaften anderer Löschgase ist Stickstoff ungiftig und damit umweltfreundlich. Weil in einem sauerstoffreduzierten Schutzbereich Brände nicht entstehen können, fallen keine Brandprodukte wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxyd oder weitere Umweltgifte an. Es entsteht ebenfalls kein Brandschutt und auch eine Löschmittelrückhaltung ist nicht erforderlich. Im Vergleich mit Sprinkleranlagen ist die Sauerstoffreduktion weitestgehend unabhängig von Auslegungsparametern, die für Sprinkleranlagen sehr differenziert zu wählen sind.
Bezüglich der dauerhaften Zuverlässigkeit der Schutzwirkung kann festgestellt werden, daß die Sauerstoffreduktionsanlage den Restsauerstoffgehalt in dem zu schützenden Raum kontinuierlich überwacht und damit die Wirksamkeit des Raumschutzes jederzeit gewährleistet ist. Als weiterer großer Vorteil des Schutzes eines Hochregallagers durch die Sauerstoffreduktion ist zu nennen, daß auch bei Ausfall der Stickstoffproduktion durch die hermetische Dichtheit des Gebäudes der Brandschutz für eine sehr lange Zeit gewährleistet bleibt, wogegen in Gebäuden mit herkömmlichen Löschanlagen immer wieder Schadensfälle berichtet werden, bei denen die Löschanlagen wegen Wartungsarbeiten oder schwerer Bedienungsfehler nicht betriebsbereit waren.
Um mit größtmöglicher Sicherheit den Eintrag eines Brandes und das Entstehen einer zündfähigen Atmosphäre im Hochregallager zu unterbinden, werden die nachfolgenden Maßnahmen ergriffen.
Das auf Paletten angelieferte Lagergut wird einer Konturenkontrolle unterzogen, um so Abweichungen von den Soll-Maßen und ggf. verkantete Packstücke zu erkennen. Hierdurch wird verhindert, daß Packstücke anstoßen, abstürzen und hierdurch Leck schlagen. Weiterhin wird eine Messung auf aus dem Packstück freiwerdende organische Lösemitteldämpfe sowie eine Raucherkennung vorgenommen. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, erfolgt diese Erkennung innerhalb eines Detektionstunnels. Erst hiernach werden ohne Beanstandung getestete Lagergüter für die Einlagerung im Hochregallager freigegeben.
Das Lager wird ferner mit einer üblichen Brandmeldeanlage ausgestattet. Im Bereich der Kommissionierung, der Büros und einiger weiterer, besonders zu schützender Räume werden Brandmelder der Kenngröße Rauch verwendet. Im Bereich des Hochregallagers beschränkt sich der Einsatz der Brandmeldetechnik auf die Bereiche, in denen eine Detektion sinnvoll ist. Dies sind die Schaltanlagen und die auf den Regalbediengeräten mitfahrenden Schalteinrichtungen. Die weitergehende Ausstattung des Hochregallagers mit Brandmeldeeinrichtungen ist entbehrlich, da im permanent sauerstoffreduzierten Hochregal eine Brandentstehung, die einen herkömmlichen Rauchmelder nach EN 54-7 auslösen kann, nicht zu erwarten ist.
Die Auslöseschwelle eines solchen Melders liegt bei einer Extinktion (Abminderung der Lufttransparenz) 5-6%/m. Diese Schwelle ist in Abwägung der Erfahrungen mit Störgrößen (aufgewirbelte Stäube etc.) einerseits und der erforderlichen Auslösezuverlässigkeit andererseits festgelegt.
Als Ereignis, das Brandaerosole im Hochregallager freisetzen kann, ist ein Schwelbrand in schadhaften Kabelanlagen sowie trotz der aufwendigen Kontrollmaßnahmen eingetragene Glimmnester in einer Umverpackung von Lagergut berücksichtigt.
Ein Heißlaufen von Elektroantrieben kann zuverlässig ausgeschlossen werden, da diese aus dem Gesichtspunkt des Explosionsschutzes temperaturüberwacht sind, so dass Oberflächentemperaturen von mehr als 160°C nicht entstehen können.
Bedingt durch den Restsauerstoffgehalt von ca. 13 Vol. % werden sich auch die durch Fremdenergieeintrag (Elektroinstallation) initiierten Pyrolyseprozesse nicht fortsetzen, so dass hieraus eine Rauchentwicklung in einer solchen Konzentration, die eine Brandmeldeanlage auslösen kann, nicht zu erwarten ist.
Es kann somit festgestellt werden, dass die genannten Pyrolyseprozesse unter der sauerstoffreduzierten Atmosphäre sich nicht gefahrdrohend ausbreiten können und der Einbau von Brandmeldetechnik aus diesem Grunde nicht erforderlich ist.
Die Möglichkeit einer Ausbreitung eines Schadenereignisses durch Kurzschluss mit dem nachfolgenden fortwährenden Energieeintrag in das Kabelmaterial in der Elektroinstallation soll hier allerdings gesondert betrachtet werden. Es ist bekannt, dass bei horizontal geführten Kabelbündeln die PVC-Kabelisolierung in normaler Atmosphäre nach massivem Stützfeuer selbst verlöscht bzw. sich ein Brand nicht mehr ausbreitet. Vertikale Kabelbündel neigen aber wegen der Selbstunterfeuerung der Kabelinstallationen in normaler Atmosphäre zu einer Brandausbreitung. Um die Ausbreitung eines solchen Schmorbrandes im Hochregallager über gebündelte vertikale Kabelinstallationen zuverlässig zu unterbinden, werden diese gebündelten Versorgungsstränge zusätzlich zur Sauerstoffreduzierung mit einem Dämmschichtbildner versehen. Dieser schäumt bei Erwärmung auf und behindert so den Sauerstoffzutritt an das durch z. B. Kurzschluss erwärmte Kabel, so dass es nicht zu einer Ausbreitung des Schadenereignisses kommen kann.
Weitere denkbare Störungen mit Wärmefreisetzung sind der Kurzschluss eines Elektromotors in einem Regalbediengerät bzw. das Heißlaufen einer Bremse. Diese werden durch Überwachung der Soll-Zustände Temperatur und Leistungsaufnahme der jeweiligen Einrichtungen erkannt und bei Abweichung von diesem Sollzustand abgeschaltet. Diese Überwachung wird zur Gewährleistung einer möglichst hohen Verfügbarkeit des Hochregallagers aus Betreibersicht vorgesehen. Ein Ausfall der beschriebenen Komponenten hat jedoch keine Auswirkungen auf die Schutzziele, die durch die Sauerstoffreduktion im Hochregallager und die damit realisierte Brandvermeidung erfüllt sind.
Neben Anzeige des Öffnungszustandes der mit Feststellanlagen versehenen Feuerschutabschlüsse wird eine Temperaturüberwachung im Bereich der Schleusen am Hochregallager vorgesehen, um der Feuerwehr bei Überschreiten einer Bezugstemperatur die Gelegenheit zur Intervention zu geben.
Entsprechend Ziffer 3.6 der VDI 3564 - Fassung August 2002 - müssen Hochregalanlagen Rauch- und Wärmeabzugsanlagen haben, welche gleichmäßig verteilt im Dachbereich einzuplanen sind. Die RWA-Geräte müssen dabei ein Prüfzeugnis (ZPZ) nach DIN 18 232-Teil 3 aufweisen. Diese Vorgaben berücksichtigen dabei das Vorhandensein einer automatischen Löschanlage auf Basis einer Sprinkleranlage, womit im Brandfalle eine Rauchgasentstehung unterstellt werden muß.
Da im erfindungsgemäßen Hochregallager durch die Installation einer permanenten Sauerstoffreduktionsanlage ein Entzünden der brennbaren Stoffe innerhalb des Hochregallagers nicht mehr möglich ist, kann eine dortige Brandentstehung mit dementsprechender Verrauchung ausgeschlossen werden. Ferner ist zu berücksichtigen, daß ein Rauchabzug (thermisch oder mechanisch) der Brandvermeidung durch Abfuhr der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Hochregallager entgegenwirkt. Daher sind weitergehende Maßnahmen zur Entrauchung des Hochregallagers nicht vorgesehen.
Maßnahmen zur Löschwasser-Rückhaltung sind im Fall des sauerstoffreduzierten Hochregallagers nicht erforderlich, da durch die Sauerstoffreduktion als Maßnahme zur Brandvermeidung die Entstehung eines Brandes ausgeschlossen werden kann und somit auch ein Löscheinsatz bzw. automatische Löschung mittels Wasser nicht erforderlich ist. Gleichwohl ist durch die bauliche Gestaltung des Hochregalsockels eine 1,30 m hohe Wanne mit einem Volumen von ca. 6.900 m³ vorhanden, in der Produkt und ggf. Löschwasser zurückgehalten werden können. Die gesicherte Erfassung und Abteilung von zur Kühlung der Hochregallageranlage im Brandfall in der Kommissionier- und Verladezone eingesetzten Löschwassers wird über eine 2 m breite, das Hochregallager umfassende, mit HDPE Dichtbahnen abgedichtete Fläche gezielt einem Rückhaltebecken zugeführt.
Für das Hochregallager führt eine Risikobewertung auf Basis der VDI 3564 "Empfehlungen für den Brandschutz in Hochregalanlagen" zu einer maximal zulässigen Brandabschnittsgröße von 6.000 m², wobei hier ebenfalls keine Anforderungen hinsichtlich des Feuerwiderstandes der tragenden Bauteile gestellt werden. Diese maximal zulässige Brandabschnittsgröße wird im konkreten Fall mit einer tatsächlichen Größe des Hochregallagers von ca. 5.355 m² unterschritten.
Grundvoraussetzung hierbei ist die nachfolgend noch beschriebene Sauerstoffreduktion als risikogerechte Primärmaßnahme zur nach VDI 3564 erforderlichen automatischen Löschanlage auf Basis einer Sprinkleranlage.
Bei der Ermittlung der zulässigen Größe von Brandbekämpfungsabschnitten wird vorausgesetzt, daß das Hochregallager brandschutztechnisch wirksam durch die Ausbildung von Brandwänden im Sinne der Landesbauordnung und der DIN 4102 von der vorgelagerten Kommissionier- und Verladezone abgetrennt wird. Das Hochregallager selbst kann, aber aufgrund des Einsatzes der Sauerstoffreduktion ohne Brandabschnitte konstruiert werden.
Die Brandwände sind dabei nicht unmittelbar bis unter das Dach des Hochregallagers geführt. Dementsprechend sind diese mindestens bis unter das Dach der Kommissionier- und Verladezone geführt und ferner die an die aufgehende Fassade des Hochregals angrenzenden Dachflächen auf einer Tiefe von mindestens 7 m entsprechend der VDI 3564 öffnungslos und in der Feuerwiderstandsklasse F 90 gemäß DIN 4102 ausgeführt (vgl. oben).
Als Ergebnis der besonderen Risikobetrachtung des vorliegenden Lagers wird die Brandwand 5 m über das Dach der Kommissionierzone und die angrenzende Dachfläche in einer Tiefe von 18 m bis zu der dortigen Stützenreihe in der Feuerwiderstandsklasse F 90-A geführt Die unterstützenden, d. h. tragenden Bauteile dieser Dachflächenertüchtigung sind dabei ebenfalls feuerbeständig, was mittels der Stahlbetonkonstruktionsart für diesen Bereich als erfüllt wird. Die Wärmedämmungen aller Dachflächen sind unter Verwendung nichtbrennbarer Baustoffe hergestellt.
Ferner sind die Brandwände entsprechend den Vorgaben der VDI 3564 im Bereich einspringender Ecken dergestalt über Eck weitergeführt, daß ein horizontaler Feuerüberschlagsweg - gemessen über die jeweils innere Ecke - von mindestens 7 m, im Bereich der Abtrennung der Bürozone von der Kommissionierzone 5 m, realisiert wird.
Die westliche Außenwand der Kommissionierzone wird in Verlängerung der Brandwandübereckführung um weitere 23 m in Kalksandsteinmauerwerk in der Feuerwiderstandsklasse F 90-A hergestellt. Weitere, zur Brandbekärnfung in diesem Bereich zweckmäßige Türen in dieser Wand werden als T 30-Türen ausgeführt.
Notwendige Öffnungen in den Brandwänden werden grundsätzlich mit bauaufsichtlich zugelassenen Feuerschutzabschlüssen der Feuerwiderstandsklasse T 90 gemäß DIN 4102 verschlossen.
Im Verlauf der Fördertechnik werden Feuerschutzabschlüsse in bahngebundenen Förderanlagen eingesetzt. Sollen Feuerschutzabschlüsse nutzungsbedingt offen gehalten werden, dann sind hierzu ausschließlich bauaufsichtlich zugelassene Feststellvorrichtungen, welche bei Raucheinwirkung ein selbsttätiges Schließen der Abschlüsse herbeiführen, verwendet. Bahngebundene Abschlüsse sind zwingend hiermit ausgestattet. Die mit Feststellanlagen versehenen Feuerschutzabschlüsse sind außerhalb der Betriebszeit geschlossen. Um dies zu gewährleisten, sind die Tore entsprechend gekennzeichnet und zusätzlich der Öffnungszustand der Tore in der Leitstelle der Werkfeuerwehr angezeigt.
Im Sinne der Vermeidung von Zündgefahren wird eine elektrotechnische Ausstattung des Lagers entsprechend den hierfür geltenden üblichen üblichen Regeln des VDE eingesetzt.
Sofern Öffnungen in Wänden und Decken mit erforderlicher Feuerwiderstandsdauer (siehe oben) vorgesehen werden, sind diese mindestens in den nachfolgenden Feuerwiderstandsklassen innerhalb des zu beurteilenden Objektes geschlossen:

Bauteil Verschluß

Brandwand R bzw. S 90

Trennwand F 90 R bzw. S 90

Decke R bzw. S 90
Feuerungsanlagen sind im Objekt ausschließlich im Bereich des Obergeschosses des Logistikgebäudes angeordnet. Die Heizungs- und Feuerungsanlagen sind gemäß der Feuerungsverordnung des Landes NRW hergestellt. Umfassungswände werden für diese Technikbereiche in der Feuerwiderstandsklasse F 90 und mit selbstschließenden Feuerschutzabschlüssen T 30 ausgeführt.
In den Bereich der Nieder- und Mittelspannungsschalträume unterhalb der Kommissionierung und im Serverraum (Bürobereich) sind Doppelböden größer 20 cm vorgesehen. Dieser Bereich ist mit automatischen Rauchmeldern ausgestattet.
Das gesamte Lager ist mit einer Elitzschutzanlage nach den anerkannten Regeln der Technik ausgestattet. Diese Blitzschutzanlage ist nach den Allgemeinen Bedingungen des Btitzabteiterbaues e.V. in Verbindung mit der DIN VDE 0185 ausgeführt.
Das Hochregallager (mind. 0,4 - fach Umluft-) und die Kommissionier- und Verladezone (mind. 2 - fach, davon 0,4 - fach Frischluft- und 1,6 - Umluftbetrieb) sind mit raumtechnischen Lüftungsanlagen bzw. Umluftanlagen versehen.
Hinsichtlich des Hochregallagers ergibt sich hier eine Abweichung von den Vorschriften der VbF, die einen 0,4-fachen Frischluftwechsel pro Stunde verlangt. Der geforderte Luftwechsel wird aber durch gesicherte Leckageüberwachung durch die Lösungsmitteldetektoren kompensiert. Die im vorliegenden Fall durchgeführte Umwälzung der Hochregallagerluft erzeugt die gleiche Wirkung bezogen auf die Aufnahme der Dämpfe, die frei werden können. Eine schädliche Anreicherung der Lagerluft mit organischen Lösemitteldämpfen wird mittels geeigneter zugelassener Geräte überwacht.
Für das Hochregallager sind Maßnahmen zur Entrauchung nicht erforderlich, da wirksame Maßnahmen zur Verhinderung einer Brandentstehung - und somit Verrauchung - durch die Installation einer Permanent-Sauerstoffreduktion getroffen werden. Ferner ist zu berücksichtigen, daß ein Rauchabzug (thermisch oder mechanisch) der Brandvermeidung durch Abfuhr der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Hochregallager entgegenwirkt.
Das Lager ist zur Gestaltung der vorstehend beschriebenen Fluchtweglängen gemäß der Industriebau-Richtlinie mit einer Alarmierungseinrichtung als Internalarm ausgestattet. Diese signalisiert im Bereich der Kommissionierung auch einen evtl. zu geringen Sauerstoffgehalt durch Übertritt des Stickstoffs aus dem Hochregallager.
Zur frühzeitigen Warnung der Personen im gesamten Objekt werden Internsignalgeber (Sirenen, Hupen etc.) als Alarmierungseinrichtung durch überwachte Übertragungswege der Brandmeldeanlage angesteuert (gemäß VDE 0833 Teil 2). Die Signale der Alarmierungseinrichtung unterscheiden sich von betrieblichen Signalen und bei akustischer Alarmierung vom allgemeinen Geräuschpegel (Störschallpegel) und diesen übersteigen jederzeit um 10 dB (A). Bei Geräuschpegeln über 110 dB (A) sind zusätzlich optische Internsignalgeber eingesetzt (gemäß VDE 0833, DIN 33 404-3).
Das Lager ist mit einer Sicherheitsbeleuchtung entsprechend den hierfür geltenden Regeln der Technik ausgestattet. Die Sicherheitsbeleuchtung hat eine vom Versorgungsnetz unabhängige, bei Ausfall des Netzstromes sich selbsttätig innerhalb einer Sekunde einschaltende Ersatzstromquelle. Die Beleuchtungsstärke der Sicherheitsbeleuchtung beträgt mindestens 1 Lux.
Die Rettungswegebaeschilderung ist dabei ebenfalls an ein Stromnetz der Sicherheitsbeleuchtung angeschlossen.
Für das Lager ist eine Sicherheitsstromversorgung vorgesehen, die bei Ausfall der allgemeinen Stromversorgung den Betrieb der sicherheitstechnischen Anlagen und Einrichtungen, insbesondere der Sicherheitsbeleuchtung, Beleuchtung der Hinweise auf Ausgänge, Brandmeldeanlage, Rauch- und Wärmeabzugsanlagen, soweit elektrisch betrieben, Überwachungssystem der Sauerstoffreduktion im Hochregallager, Explosionsgrenzenmessgeräte und Mindest-Sauerstoff-Konzentrationsmessung in der Kommissionierzone übernimmt.
Die Sicherheitsstromversorgungsanlage entspricht der VDE 0108. Die Stickstofferzeugung für die Permanent-Sauerstoffredulctionsanlage wird bei Stromausfall von der Membrananlage durch den Kaltverdampfer für Flüssigstickstoff übernommen. Die Sprinkleranlage wird bei Stromausfall durch eine Dieselpumpe betrieben. Die Aufstellräume für die Ersatzstromversorgungsanlagen (Batterien, Stromerzeugungsaggregate, etc.) sind von den umliegenden Räumen in der Feuerwiderstandsklasse F 90 abgetrennt. Erforderliche Lüftungsanlagen für diese Räume sind mit Kanälen in der Feuerwiderstandsklasse L 90 durch fremde Bereiche oder unmittelbar ins Freie geführt.
Die im Falle eines Vollbrandes der Kommissionierzone auf das Hochregallager einwirkende Wärmeenergie wird durch eine flächendeckende Berieselung der östlichen Stirnwand und der angrenzenden 30 m langen Außenwandbereiche mit Wasser abgeführt. Die Auslegung der Berieselungseinrichtung kann z. B. nach den Regeln zur Bemessung von Sprühwasserlöschanlagen DIN 14 494 oder VdS 2109 erfolgen. Die Aktivierung dieser Berieselung erfolgt automatisch mit Auslösung der Sprinkleranlage in der Kommissionierung, und ist somit vor Fehlauslösung sehr sicher. Eine zusätzliche manuelle Auslösestelle ist ebenfalls vorgesehen. Zu Testzwecken kann für automatische Berieselung gesondert abgeschaltet werden.
Um die Zuverlässigkeit der Schutzanlagen zu gewährleisten, sind folgende Maßnahmen vorgesehen: Die Aufstellräume werden in der Feuerwiderstandsklasse F 120 von anderen Gebäudeteilen abgetrennt; durch Aufkantungen zum Lichtgraben wird sichergestellt, dass die Räume nicht durch Löschwasser unter Wasser gesetzt werden können; die Stromzuführungen zur Luftzerlegung und Sprinklerzentrale werden erdverlegt und mit einer Ersatzstromversorgung aus einem Dieselaggregat versehen.
In der Kommissionier- und Verladezone sind zusätzlich an den Zugangstüren Wandhydranten vorgesehen.
An gut zugänglichen Stellen sind im Lager mit Ausnahme des Hochregallagers selbst tragbare Feuerlöscher in ständig einsatzbereitem Zustand aufgestellt. Die Ausstattung erfolgt mit tragbaren Feuerlöschern nach DIN EN 3. Die Feuerlöscher sind vorzugsweise in der Nähe der Notausgänge bzw. der Wandhydranten angeordnet. Die Dimensionierung entspricht den Vorgaben des Arbeitsstättenrechtes. Die Bemessung der Anzahl und Art der erforderlichen Löschgeräte wird nach BGR 133 "Regeln für die Ausrüstung von Arbeitsstätten mit Feuerlöschern" vorgenommen.
Um einen eventuell nötigen Löschangriff für das Hochregallager zu unterstützen, können entsprechend Ziffer 4.5 VDI Richtlinie 3564 Fassung August 2002 an einer für die Feuerwehr zugänglichen Seite trockene Steigleitungen bis auf das Dach der Hochregalanlage geführt sein. Sinnvollerweise ist dazu die Stelle vorgesehen, an der eine auf das Dach des Hochregallagers führende Steigtreppe vorgesehen ist.
Weiterhin werden zur Unterstützung eines Innenangriffs der Feuerwehr zur ggf. erforderlichen Kühlung der Tore in der Brandwand Rohrdurchführungen im Durchmesser einer B-Leitung neben den Zugangstüren in das Hochregallager vorgesehen. Diese sind im Normalzustand innen und außen mit Blindkupplungien versehen, um so den unzulässigen Sauerstoffeintrag in das Hochregallager zu unterbinden.
Auch bei Freiwerden brennbarer Flüssigkeiten aus größeren Gebinden im Hochregallager entsteht keine unmittelbare Gefahr, die zur Intervention durch Einsatzkräfte führen muss, da die Ex- Schutzmaßnahmen das Risiko einer Zündung und Explosion hinreichend unwahrscheinlich machen und ein Brand sich durch die Sauerstoffreduktion nicht entwickeln kann. Daher müssen im Falle auslaufender Produkte nicht Feuerwehrleute zur Gefahrenabwehr in das Lager eindringen, sondern es kann abgewartet werden, bis die Raumatmosphäre die brennbaren Dämpfe aufgenommen hat und diese ggf. über eine Reinigungsanlage der Atmosphäre entzogen wurden. Insofern ergibt sich hier eine wesentliche Reduzierung des durch eine Werkfeuerwehr zu beherrschenden Gefahrenpotentials.
Gleichwohl bleibt eine Intervention durch die Feuerwehr bei verfügbarem Personal möglich, da durch die vorgesehene Konstruktion auch Personen mit den Regalbediengeräten mitfahren dürfen und von hier aus Arbeiten vorgenommen werden können. Ein Notabstieg für den Allgemeinstromausfall ist ebenfalls vorgesehen.
Für das Lager wird ferner ein Feuerwehrplan nach DIN 14 095 in enger Abstimmung mit der Werkfeuerwehr, der zuständigen Brandschutzdienststelle und der städtischen Feuerwehr ausgearbeitet.
Dieser Feuerwehrplan beinhaltet mindestens folgende Angaben: 1. Löschwasser-Entnahmemöglichkeiten im Umfeld um das zu beurteilende Objekt. 2. Aufstell- und Bewegungsmöglichkeiten für die Feuerwehr incl. der Zugangsmöglichkeiten zum Objekt. 3. Zentrale Anlaufpunkte für die Werkfeuerwehr (Brandmeldezentrale) incl. der Auslöseeinrichtungen für brandschutztechnische Anlagen (Rauch- und Wärmeabzugsanlagen etc.). 4. Brandschutztechnisch wirksame Unterteilungen bzw. Abtrennungen. 5. Darstellung der Flucht- und Rettungswege, Ausgänge, Notausgänge, Treppenräume sowie Fluchtgänge, die ständig sicher und geschützt begangen werden können. 6. Angaben zu besonderen Gefahrenschwerpunkten sowie einsatztaktisch besonders kritisch zu bewertende Voraussetzungen. 7. Hinweise über einsatztaktisch relevante Bereiche (Technikzentrale, Lüftungszentrale, Hausanschlußräume etc.).
Die Abnahme und Überwachung technischer Anlagen und Einrichtungen erfolgt nach § 54 BauO NRW entsprechend der Verordnung über die Prüfung technischer Anlagen und Einrichtungen von Sonderbauten durch staatlich anerkannte Sachverständige und durch Sachkundige Technische Prüfverordnung- (TPrüfV0).
In das Hochregallager werden Flüssigkeiten und staubförmige Feststoffe eingelagert (vgl. oben).
Ein großer Anteil dieser Flüssigkeiten ist in der Lage, bei Raumtemperatur explosionsfähige Atmosphäre zu bilden. Ein Teil dieser brennbaren Flüssigkeiten sind brennbare Flüssigkeiten im Sinne der "Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF)" (vgl. oben). Die pulverförmigen Feststoffe umfassen vor allem Pulverlacke auf Polyesterbasis. Sie sind als brennbar anzusehen und vermögen nach Aufwirbeln in Luft explosionsfähige Atmosphäre zu bilden.
Aus Gründen des Brandschutzes wird das Hochregallager in einer Atmosphäre mit vermindertem Sauerstoffgehalt betrieben (vgl. oben). Die folgenden Maßnahmen des Exptosionsschutzes dürfen nicht im Widerspruch zu diesem Brandschutzkonzept stehen.
Explosionsgefahren können im Normalbetrieb des Lagers nicht entstehen, weil die brennbaren Stoffe in gefahrgutrechtlich zulässigen Umschließungen gelagert werden. Diese Umschließungen sind praktisch stoffdicht.
Allerdings wird trotz automatisierten Betriebes unterstellt, dass es aufgrund der Größe des Lagers statistisch vorkommt, dass z. B. ein Gebinde auf dem Regallagerplatz beschädigt wird oder herabstürt und beschädigt wird. Dies ist zwar aufgrund der Eingangskontrolle unwahrscheinlich (vgl. oben), aber möglich. Aus Sicherheitsgründen muss daher mit dem Austritt brennbarer Stoffe und der Bildung gefährlicher explosionsfähiger Gemische gerechnet werden.
Bis zu einer Höhe von 0,8 m über dem Boden müssen alle technischen Einrichtungen bzw. Geräte den Anforderungen für Ex-Zone 2 entsprechen. Diese Anforderungen gelten für die Logistiksysteme, nicht jedoch für die Bauteile der Förderanlage, da diese sich alle außerhalb von 0,8 m über den Boden befinden.
Bedingt durch den verminderten Sauerstoffgehalt in der Lageratmosphäre verschieben sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen "zu sicheren Seite hin", allerdings reicht der Inertgasanteil noch nicht aus, Explosionen vollständig zu verhindern. Jedoch sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Explosion überhaupt stattfindet, und wenn sie dennoch stattfindet, sind ihre Auswirkungen vermindert.
Dämpfe aus ungefährlichen Kleinleckagen werden durch die Umwälzung der Lageratmosphäre erfasst, verdünnt und abtransportiert. Ausgeschleust in die Umgebung (ggf. über geeignete Filter) wird nur ein geringer Anteil der Atmosphäre, der größere Teil wird im Kreislauf der Umluftanlage zurückgeführt.
Ein Austritt brennbarer Dämpfe oder Flüssigkeiten wird durch die Lösungsmitteldetektoren (Gaswarngeräte) erkannt. Messstellen sind in der Absaugeleitung und im Lagerbereich verteilt angeordnet.
In einem mehrstufigen Konzept werden manuell und selbsttätig, d. h. automatisch Maßnahmen ergriffen, um die Konzentrationen an organischen Dämpfen in der Atmosphäre nicht über einen Wert ansteigen zu lassen, der gleich dem Wert von 50 % der UEG an Luft ist. insbesondere 20 %, bevorzugt 10 %, ganz besonders bevorzugt 1 % der UEG an Luft ist.
Da jedoch eine große Verdünnung austretender brennbarer Stoffe durch die Umwälzung der Lageratmosphäre erfolgt, jedoch auch kleine Leckagen weit unterhalb von Explosionsgefahren zur Sicherheit frühzeitig erkannt werden sollen, werden die tatsächlichen Warn- und Alarmschwellen deutlich niedriger eingestellt, insbesondere auf < 20 %, bevorzugt < 10 %, ganz besonders bevorzugt auf ca. 1 % der UEG an Luft.
Ist ein Anstieg der Konzentration an brennbaren Stoffen in der Atmosphäre trotz der ergriffenen Maßnahmen nicht zu verhindern, so werden alle Betriebsmittel außer Betrieb genommen, ausgenommen diejenigen, die mindestens der Kategorie 3G entsprechen und die auch im Havariefall weiterbetrieben werden sollen. Dabei handelt es sich insbesondere um die Lüftungsanlage, die im Lager befindlichen Teile der Gaswarnanlage und ggf. Teile der Beleuchtungsanlage.
Größere Volumina brennbarer Flüssigkeiten werden mit Adsorptionsmitteln aufgenommen und der infragekommende Bereich gereinigt. Sollten größere Lachen Probleme aufwerfen, so ist im Einzelfall auch alternativ ein Abdecken der Lache mit Schaum durch die Feuerwehr möglich, da das Hochregallager durch den Sauerstoffvolumenanteil von ca. 13 Vol. % begehbar bleibt.
Ausgetretene brennbare Stäube können durch die Gaswarneinrichtung nicht erkannt werden. Ihre Gefahr besteht darin, nach der erstmaligen Ablagerung zu einem späteren Zeitpunkt wieder aufgewirbelt zu werden und dann erneut explosionsfähige Gemische bilden zu können.
Durch in der Umluftanlage eingebaute Filter wird der Grossteil der auftretenden Stäube kontinuierlich im Betrieb aus der Lageratmosphäre entfernt. Die Filter sind über geeignete Laufstege zur Wartung der Umluftanlage erreichbar und werden regelmäßig ausgetauscht bzw. gereinigt.
Zur Erkennung (größerer Mengen) ausgetretener brennbarer Stäube werden regelmäßig Inspektionsgänge im Hochregallagerbereich durchgeführt. Die manuelle Entfernung der Stäube erfolgt in sachgerechter Weise, z. B. mit Hilfe eines geeigneten zündquellenfreien Staubsaugers zum Aufsaugen brennbarer Stäube. Liegt gleichzeitig ein explosionsfähiges Gemisch durch brennbare Dämpfe vor, so muss der Staubsauger auch zündquellenfrei in Bezug auf brennbare Gase oder Dämpfe sein.
Die in der Atmosphäre verbliebenen brennbaren Gase und Dämpfe werden über ein Aktivkohlefilter aus dem Kreislaufgas entfernt. Hierzu kann bei Bedarf ein separater Ventilator und/oder ein mobiles Aktivkohlefilter eingesetzt werden.
In den übrigen Bereichen können Explosionsgefahren nur bei schwerwiegenden Betriebsstörungen auftreten. Hier sind Maßnahmen im Einzelfall erforderlich.
Im Kommissionierbereich wird die Atmosphäre mit Hilfe von Gaswarngeräten überwacht, bei Erkennen brennbarer Dämpfe in der Luft wird die Luftwechselzahl erhöht und ausschließlich Umgebungsluft zugeführt.
Als Schutzmaßnahme gegen die Ausbreitung eines dennoch auslaufenden Behälters ist der Lagerboden als Auffangwanne für das Hochregallager ausgebildet. Zur Verhinderung der Verschleppung brennbarer Dämpfe oder explosionsfähiger Gemische in Nachbarbereiche sind zwischen Hochregallager und Kommissionierbereich Schleusen vorgesehen, so dass ein Übertritt explosionsfähiger Gemische in diesem Bereich verhindert wird und somit kein Auftreten explosionsfähiger Gemische möglich ist. Damit keine leckgeschlagenen Gebinde aus dem Kommissionierbereich in das Hochregallager eingebracht werden, erfolgt eine Überprüfung im Kommissionierbereich vor dem Einlagern. Dazu ist eine Gaswannenanlage (für organische Lösungsmittel) im Bereich der Konturenprüfung der Paletten vor dem Einlagern installiert (vgl.oben).
Innerhalb des oben angegebenen mehrstufigen Konzeptes wird bei Überschreiten einer Warnsperre von 10 % der UEG eine Warnung an eine ständig besetzte Leitstelle vorgenommen. Daraufhin erfolgt eine visuelle Kontrolle des Lagerinneren und ggf. eine Identifizierung der Quelle für die organischen Komponenten in der Lageratmosphäre. Bei Überschreiten einer Alarmschwelle von 20 % der UEG erfolgt eine Abschaltung aller Betriebsmittel, die nicht den Anforderungen an die Kategorie 3 G genügen.
Sicherheitshalber können diese jeweiligen Schwellen z. B. auf ca. 1 % bzw. ca. 10 % herabgesetzt werden.
Wird dennoch unerwarteterweise der Maximalwert überschritten, so wird die Umluftanlage auf einen zweifachen Luftwechsel der Lageratmosphäre in der Stunde hochgefahren, solange bis die UEG Alarmschwellen wieder unterschritten werden. Ggf. wird zusätzlich weiterer Stickstoff eingeblasen und die Lageratmosphäre über Aktivkohlefilter von Lösungsmitteldämpfen gereinigt und/oder ggf. ein Teilstrom in die Umgebung abgeführt.
Zusätzlich zu der automatischen Auslösung über die entsprechenden Gaswarngeräte sind Handschalter zur Handauslösung der Abschaltung aller Betriebsmittel vorgesehen. Nach dem Erreichen einer entsprechenden Warn- bzw. Alarmschwelle erfolgt neben dem zweifachen Luftwechsel naturgemäß die unverzügliche sachgerechte Entfernung der ausgetretenen brennbaren Stoffe ggf. durch manuelles Aufnehmen mittels Adsorptionsmittel.
Die weiteren Explosionsschutzmaßnahmen im Lager orientieren sich an den Lösungsvorschlägen der TRbF 20 (Technische Richtlinien für brennbare Flüssigkeiten).
Eine bevorzugte Anordnung der Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre des Hochregallagers sowie eine bevorzugte Ausführungsform des Überwachungsverfahrens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Das Hochregallager 100 umfasst einen Raum 1, der über zwei Materialschleusen 2 und eine Personenschleuse 3 verfügt. Durch diese Schleusen kann ein Materialtransport bzw. ein Durchtritt von Personen zwischen dem Hochregallager und einem davorliegenden Raum 4 zur Kommissionierung erfolgen.
In dem Hochregallager 1 ist eine Umwälzeinrichtung zum Umwälzen der in dem Hochregallager befindlichen Atmosphäre vorgesehen. Sie umfasst eine Vielzahl von im unteren Bereich des Hochregallagers angeordnete, in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Absaugöffnungen 5, durch die die Atmosphäre angesaugt wird, wie durch die nach unten weisenden Pfeile symbolisiert ist.
Der Erzeugung der Ansaugleistung dienen zwei in Leitungen 6,7 eingeschaltete Gebläse 8,9, über die die angesaugte Atmosphäre Abgabeöffnungen 10 zugeführt wird, die im oberen Bereich des Hochregallagers 1 angeordnet sind. Der Strom der austretenden Atmosphäre ist wiederum durch die nach unten weisenden Pfeile symbolisiert.
Sowohl in dem Raum 4 zur Kommissionierung, hier im Bereich der Schleusen 2,3, als auch in dem Hochregallager sind eine Vielzahl von O_2-Messstellen O vorgesehen, die mit drei in der Zeichnung nicht dargestellten Analysatoreinrichtungen verbindbar sind.
Die durch die Analysatoreinrichtungen ermittelten O₂-Messwerte werden genutzt, um im Bedarfsfalle, d.h. wenn die Sauerstoffkonzentration einen vorgegebenen Wert übersteigt, Stickstoff über eine Leitung 11 in die Leitungen 6,7 einzuspeisen.
Die Regelung der Sticksoffzufuhr erfolgt über ein in die Leitung 11 eingeschaltetes Regelventil 12. Zur Sicherheitserhöhung ist dem Regelventil 12 ein Absperrventil 13 nachgeschaltet, über das im Falle eines Ausfalls des Regelventils die Stickstoffzufur unterbrochen werden kann.
Ferner ist außerhalb des Hochregallagers eine Filtereinrichtung 14 vorgesehen, die Einzelfilter F3 bis F6 umfasst. Sie kann über Leitungen 14,15 und Ventilen 16 derart in den Umwälzkreislauf eingeschaltet werden, dass die Atmosphäre während des Umwälzens die Einzelfilter unterstützt von Zusatzgebläsen 17,18 nacheinander durchströmt.
Im Normalbetrieb befindet sich die Filtereinrichtung nicht in Betrieb. Sie wird nur in einem Havariefalle aktiviert, beispielsweise, wenn die Atmosphäre durch ausgetretene Lösungsmittel verunreinigt ist.

Claims

Verfahren zum Brand- und Expiosionsschutz in einem Hochregallager für chemische Gefahrstoffe und insbesondere VbF-Stoffe der Klassen Al und B durch
- Verminderung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre innerhalb des Lagers durch partielle Dauerinertisierung mittels eines Schutzgases, insbesondere Stickstoff, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. %,

- Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre,

- Sicherstellung einer zumindest nahezu homogenen Verteilung der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Lager,

- Überwachung des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre,

- Umwälzung der Atmosphäre des Lagers,

- weitestgehende Vermeidung der Verwendung von Zündquellen,

- Entfernung gasförmiger Stoffe aus der Atmosphäre des Lagers und

- Vermeidung der Aufkonzentrierung von Stäuben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur im Lager zwischen +5 °C und +30 °C gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Temperatur im Lager an Stellen gemessen wird, an denen relativ zueinander die größten Unterschiede zu erwarten sind, insbesondere unter dem Dach und/oder an der Südfassade.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Heiz- oder Kühlenergie über Wärmetauscher in mindestens einer Umluftanlage eingebracht werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine ständige 0,4-fache Luftumwälzung des Lagervolumens in der Stunde über die mindestens eine Umluftanlage vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Sicherstellung einer homogenen Verteilung der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Lager die mindestens eine Umluftanlage Zuluft gleichmäßig unter der Lagerdecke verteilt zuführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Sicherstellung einer homogenen Verteilung der sauerstoffreduzierten Atmosphäre im Lager die mindestens eine Umluftanlage Abluft gleichmäßig im Bodenbereich ansaugt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teilstrom der Umluft der mindestens einen Umluftanlage in die Umgebung abgegeben werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Lösungsmitteldetektoren im bodennahen Bereich angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle potentiellen Zündquellen bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre, insbesondere 7 % der unteren Explosionsgrenze abgeschaltet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Sauerstoffdetektoren über vertikale Ansaugrohre mit mehreren über die Höhe verteilten Ansaugöffnungen mit zu vermessender Lageratmosphäre versorgt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre an 38 Ansaugstellen über drei Ebenen flächendeckend verteilterfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre mittels paramagnetisch wirkender O₂-Messgeräte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere O₂-Messstellen nacheinander auf eine Analysatoreinrichtung umgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauer einer O₂-Messstelle am Analysator etwa 30 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktualisierung des Messwertes alle 8 Minuten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung der Analysatoreinrichtungen einmal täglich vorzugsweise mit Gasgemischen einer vorbekannten Zusammensetzung erfolgt.
Brand- und explosionsgeschütztes Hochregallager für chemische Gefahrstoffe und insbesondere VbF-Stoffe der Klassen Al und B mit
- mindestens einer Einrichtung zur Verminderung des Sauerstoffvotumenanteits in der Atmosphäre des Lagers durch Einspeisung eines Schutzgases, insbesondere Stickstoff, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 12,9 und 13,4 Vol. %,

- mindestens einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre,

- mindestens einer Umluftanlage,

- mindestens einer weiteren Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre mit Hilfe von Lösungsmitteldetektoren,

- mindestens einer Reinigungsanlage zur Entfernung gasförmiger Stoffe aus der Atmosphäre des Lagers und

- Filtern in mindestens einer der Umluftanlagen zur Vermeidung der Aufkonzentrierung von Stäuben.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit der mindestens einen Einrichtung zur Verminderung des Sauerstoffvolumenanteils eine Stickstoffquelle und ein Verteilersystem verbunden ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 19 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Einstellen der Temperatur im Lager zwischen +5 °C und +30 °C, insbesondere Heiz- und/oder Kühlgeräte, die über in mindestens einer Umluftanlage vorgesehene Wärmetauscher die Energien zu- oder abführen, vorgesehen ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anlage zur Gewinnung von Stickstoff aus der Luft zur Dauerinertisierung des Lagers aufweist, die mit der mindestens einen Umluftanlage verbunden oder verbindbar ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass alle Antriebe in Ex-Qualität zur Vermeidung von Zündquellen ausgeführt sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zündquellen (die Antriebe, Schleifleitungen der Bediengeräte) oben, außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs, insbesondere höher als 0,8 m über dem Boden angeordnet sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatursonden zur Temperaturmessung an den Stellen im Lager angeordnet sind, an denen relativ zu einander die größten Unterschiede zu erwarten sind, insbesondere unter dem Dach und/oder an der Südfassade.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Umluftanlage vorhanden ist, die eine ständige 0,4-fache Luftumwälzung des Lagervolumens in der Stunde erlaubt.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass gleichmäßig unter der Lagerdecke verteilte Zuführungen mit mindestens einer Umluftanlage verbunden sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 128 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass gleichmäßig im Bodenbereich verteilte Absaugkanäle mit mindestens einer Umluftanlage verbunden sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Umluftanlage derart gestaltet ist, dass ein Teilstrom der Umluft in die Umgebung abgegeben werden kann.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Lösungsmitteldetektoren im bodennahen Bereich angeordnet sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Abschaltung alle potentiellen Zündquellen bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts des Lösungsmittelvolumenanteils in der Atmosphäre, insbesondere 7 % der unteren Explosionsgrenze vorgesehen ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuerungsanlage vorgesehen ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umluftanlage Filter angeordnet sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass vertikale Ansaugrohre mit mehreren über die Höhe verteilten Ansaugöffnungen zur Versorgung der Sauerstoffdetektoren vorhanden sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Sauerstoffvolumenanteils in der Atmosphäre der Hochregallagers paramegnetische O₂-Messgeräte umfasst.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Analysatoreinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Mehrzahl von O₂-Messstellen verbindbar ist und nacheinander die Messwerte der O₂-Messstellen analysiert.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Analysatoreinrichtungen vorgesehen sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass drei Analysatoreinrichtungen vorgesehen sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass jede Analysatoreinrichtung mit derselben Anzahl von O₂-Messstellen verbindbar ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen flächendeckend und über drei Ebenen verteilt angeordnet sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass in Bereichen des Hochregallagers, in denen der Aufenthalt von Personen zu erwarten ist, zusätzliche Messstellen vorgesehen sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Ananalysatoreinrichtungen außerhalb des Hochregallagers angeordnet sind.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass eine O₂-Messstelle einer jeden Analysatoreinrichtung derart angeordnet ist, dass es im Eingangsbereich des Hochregallagers den Sauerstoffgehalt etwa an demselben Ort erfasst.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 18 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Schleuse zum Hochregallager mindestens ein elektrochemisch wirkendes O_2-Messgerät angeordnet ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach einem der Ansprüche 12 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zum Detektieren von Kohlenmonoxid vorgesehen ist.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Detektieren von Kohlenmonoxid einen Infrarot-Gasfilterkorrelations-Sensor umfasst.
Brand- und explosionsgeschütztes Lager nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarot-Gasfilterkorrelations-Sensor einen Meßbereich von 0 bis 100ppm CO aufweist.